FI112556B - The method of manufacturing the electronic key or keyboard and the product manufactured by this method - Google Patents

The method of manufacturing the electronic key or keyboard and the product manufactured by this method Download PDF

Info

Publication number
FI112556B
FI112556B FI932893A FI932893A FI112556B FI 112556 B FI112556 B FI 112556B FI 932893 A FI932893 A FI 932893A FI 932893 A FI932893 A FI 932893A FI 112556 B FI112556 B FI 112556B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
layer
electrically conductive
piezoelectric
piezoelectric material
composite
Prior art date
Application number
FI932893A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI932893A0 (en
FI932893A (en
Inventor
Albert Buehlmann
Hans Schenk
Original Assignee
Algra Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Algra Holding Ag filed Critical Algra Holding Ag
Publication of FI932893A0 publication Critical patent/FI932893A0/en
Publication of FI932893A publication Critical patent/FI932893A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI112556B publication Critical patent/FI112556B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/04Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
    • H10N30/045Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/964Piezoelectric touch switches
    • H03K17/9643Piezoelectric touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/07Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • H10N30/077Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing by liquid phase deposition
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302Sensors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2201/00Contacts
    • H01H2201/02Piezo element

Landscapes

  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

A method of manufacturing a pressure-sensitive electronic key or keyboard by providing a base layer (1;21) having at least one first electrically conductive area (2;241); applying at least one thin layer of a fluid piezoelectric precursor material onto the first electrically conductive area; transforming the thin layer of precursor material into an essentially coherent and uniform solid film (3) of a composite piezoelectric material firmly adhering to the electrically conductive area; forming a second electrically conductive (4;242) area spaced from the first electrically conductive area (2;241) and firmly adhering to the solid composite piezoelectric material (3) which bridges the space between the electrically conductive areas (2,4;241,242) for providing at least one essentially monolithic piezoelectric element which firmly adheres to the base layer (1) and comprises the solid composite piezoelectric material (3) with the first and second electrically conductive areas (2,4;241,242); and polarizing the composite piezoelectric material (3) with respect to the first and electrically conductive areas (2,4;241,242). <IMAGE> <IMAGE>

Description

112556112556

Elektronisen näppäimen tai näppäimistön valmistusmenetelmä ja tämän menetelmän avulla valmistettu tuote -Framställningsförfarande av en elektronisk tangent eller tastatur samt en produkt som har framställts med detta 5 förfarandeMethod of manufacture of an electronic key or keyboard and a product manufactured by this method -Framställningsförfarande av en electronically tangent eller tastatur en product som har framställts med detta 5 förfarande

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat pietsosähköisten elementtien, kuten kosketusnäppäinten tai näppäimistöjen, valio mistusmenetelmä ja tulokseksi saadut elementit.The present invention relates to a method of fabricating piezoelectric elements, such as touch keys or keyboards, and the resulting elements.

Useimmissa sovellutuksissa käytetään pietsosähköistä materiaalia, joka on varustettu kummallakin puolella olevilla elektrodeilla ja johon vastaava rakenne-elementti asennetaan.Most applications use piezoelectric material equipped with electrodes on each side and on which the corresponding structural element is mounted.

15 Esimerkkejä tyypiltään tällaisista pietsosähköisistä näppäimistä tai näppäimistöistä on selostettu julkaisuissa EP 0 472 888 ja CH 600 581. Tällaisten rakenneosien valmistus on kuitenkin vaikeaa, koska ne käsittävät useita erilaisia komponentteja ja vaativat kallista käsittelyä niiden asentamiseksi 20 rakenne-elementtiin. Siten julkaisun EP 0 472 888 mukainen näppäimistö käsittää ainakin kaksi kalvoa, jotka kannattavat kaistalejohtimia ja kosketuspintoja, sekä yhden pietsokeraa-misen lamellin kutakin näppäintä varten. Näppäimistön kokoon-: panemiseksi kalvot ja pietsokeraaminen lamelli on asetettava j 25 tiettyyn asentoon toistensa suhteen ja liimattava yhteen.Examples of these types of piezoelectric keys or keyboards are described in EP 0 472 888 and CH 600 581. However, the manufacture of such components is difficult because they comprise many different components and require expensive processing to install them on the 20 structural elements. Thus, the keypad of EP 0 472 888 comprises at least two transparencies which support the strip conductors and the contact surfaces, and one piezorescence lamella for each key. To assemble the keypad, the foils and the piezo-ceramic lamina must be placed in a certain position relative to each other and glued together.

;; Vaikka on tunnettua muodostaa johdinkuvioita painomenetelmien avulla, oletetaan nykyisin, että kosketusnäppäinten tai -näppäimistöjen pietsokeraamista osaa ei voida valmistaa muutoin 30 kuin käyttämällä esivalmistettuja elementtiosia ja että piet-sosähköiset elementit sisältäviä kosketusnäppäimiä tai -näppäimistöjä varten vaadittua toiminnallista vakavuutta ei voitaisi saavuttaa taloudellisempien menetelmien avulla.;; Although it is known to provide wire patterns by printing methods, it is presently assumed that the piezo-ceramic portion of the touch keys or keyboards cannot be fabricated except by using prefabricated element elements and that the functional stability required for the touch keys or keyboards containing the piezoelectric elements could not be achieved.

Siten yritykset tällaisten näppäinten tai näppäimistöjen 35 valmistukseen liittyvän tehokkuuden lisäämiseksi ja/tai kus- 112556 2 tannusten alentamiseksi ovat olleet rajoitettuja.Thus, attempts to increase the efficiency and / or reduce the cost of manufacturing such keys or keyboards 35 have been limited.

Esillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on siten saada aikaan pietsosähköiset elementit, jotka voidaan val-5 mistaa menetelmän mukaisesti, jossa käsin suoritettavia toimenpiteitä on huomattavasti vähennetty tai eliminoitu ja jossa yksittäisten pietsosähköisten rakenne-elementtien vaivalloinen asennus on jätetty kokonaan pois.The main object of the present invention is thus to provide piezoelectric elements which can be fabricated according to a method in which manual operations are significantly reduced or eliminated and where the cumbersome installation of individual piezoelectric structural elements is completely eliminated.

10 Nämä ja muut tarkoitukset saavutetaan keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksessa 1 määritellyn menetelmän avulla. Tämän menetelmän suositeltavia sovellutusmuotoja on selostettu patenttivaatimuksissa 2-8. Menetelmän ja sen erityisen sovellutusmuodon avulla tulokseksi saadut tuotteet on määri-15 telty patenttivaatimuksessa 9.These and other objects are achieved according to the invention by the method defined in claim 1. Preferred embodiments of this method are described in claims 2-8. The resultant products obtained by the method and its particular embodiment are defined in claim 9.

Yleensä ottaen keksintö tarjoaa käyttöön pietsosähköisen elementin, jonka rakenne on sellainen, että käsin suoritettavat toimenpiteet voidaan pääasiassa jättää pois sen valmis-20 tuksen aikana. Pietsosähköinen kerros voidaan asettaa käyttö-asentoonsa parannetulla tavalla ja ilman yksittäisten esivalmistettujen pietsosähköisten elementtien vaivalloista kokoonpanoa ja asennusta. Eräänä toisena etuna on se, että kaikki ·] tarvittavat elementit, kuten sähköä johtavat kerrokset ja/tai :25 polut, pietsosähköiset kerrosalueet sekä määrätyt eristysalu-eet voidaan valmistaa asettamalla ne alustalle, kantokerrok-v ' selle tai substraatille järkiperäisinä yhtenäisinä ja olennaisesti samanlaisina kerrosmuodostusvaiheina, käyttäen esi-; merkiksi ns. "paksukalvo-" tai "ohutkalvoasetustekniikkaa" ja ; 30 pääasiassa millä tahansa muodolla ja ääriviivoilla varustettuja strukturoituja päällysteitä. Keksinnön mukaisesti voidaan valmistaa rakenteeltaan millaisia pietsosähköisiä elementtejä tahansa, kuten kaosketusnäppäimiä tai -näppäimis-! töjä, taloudellisemmalla tavalla ja suurina tai pieninä sar- ; 35 joina toiminnallisia ominaisuuksia huonontamatta tai jopa 112556 3 niitä parantaen.In general, the invention provides a piezoelectric element having a structure such that manual operations can be largely omitted during its manufacture. The piezoelectric layer can be placed in its operating position in an improved manner and without the hassle of assembling and assembling individual prefabricated piezoelectric elements. Another advantage is that all required elements, such as electrically conductive layers and / or: paths, piezoelectric layer regions, and specific insulation regions can be fabricated by placing them on a substrate, carrier layer or substrate in rational, uniform and substantially similar layer formation steps. , using pre-; so called "thick-film" or "thin-film" alignment techniques, and; 30 structured coatings of substantially any shape and contour. According to the invention, piezoelectric elements of any structure, such as touch keys or keystrokes, can be fabricated. jobs, in a more economical way and in large or small series; 35 or even 112556 3 to improve them.

Eräänä keksinnön tarjoamana erityisenä etuna on se, että kaikki uusien rakenneosien komponentit voidaan asettaa ker-5 roksina olennaisesti samanlaisten käsittelyvaiheiden avulla, jotka kaikki voidaan automatisoida, silloinkin kun näillä kerroksilla on olennaisesti mielivaltainen rakenne. Eräänä toisena etuna on se, että johtamisen, eristämisen ja piet-sosähköisten kerrosrakenteiden lisäksi muitakin elementtejä 10 voidaan helposti ottaa käyttöön, kuten vastuksia, kondensaattoreita tai diodeja.One particular advantage of the invention is that all components of the new components can be laid in layers by substantially similar processing steps, all of which can be automated, even when these layers have a substantially arbitrary structure. Another advantage is that in addition to conducting, insulating, and piezoelectric sandwich structures, other elements 10, such as resistors, capacitors, or diodes, can be readily implemented.

Tyypiltään erilaisia tunnettuja välikeosia pietsosähköisten näppäinten tai näppäimistöjen kosketusherkkyyden lisäämistä 15 varten voidaan myös käyttää taloudellisemmin, jos ne valmistetaan nestesaostustekniikoiden avulla ja riippumatta siitä, miten pietsosähköisen rakenteen muut aineosat valmistetaan.Known spacers of various types for increasing the touch sensitivity of piezoelectric keys or keyboards 15 can also be used more economically if they are made by liquid precipitation techniques and regardless of how other components of the piezoelectric structure are made.

Keksinnön erään suositeltavan yleisen sovellutusmuodon mukai-20 sesti käytetään pohja- tai tukikerrosta, joka sisältää vähintään yhden ensimmäisen sähköä johtavan alueen. Nestemäisen • V pietsosähköisen edeltäjämateriaalin ohut kerros levitetään : tälle ensimmäiselle sähköä johtavalle alueelle ja muunnetaan yhdistetyn pietsosähköisen materiaalin olennaisesti yhdenmu-25 kaiseksi yhtenäiseksi kiinteäksi kalvoksi, joka on tarttunut lujasti ensimmäiselle sähköä johtavalle alueelle. Toinen sähköä johtava alue muodostetaan etäisyyden päähän ensinmmäi-sestä sähköä johtavasta alueesta tarttuneena lujasti kiinteään yhdistettyyn pietosähköiseen materiaaliin. Tällöin 30 saadaan tulokseksi näppäimen kohdalla oleva olennaisesti '*;* monoliittinen elementti, joka tarttuu lujasti pohjakerrok- : : seen ja sisältää yhdistetyn pietsosähköisen materiaalin sekä ; ensimmäisen ja toisen sähköä johtavan alueen sen molemmilla puolilla, yhdistetty pietsosähköinen materiaali on polarisoi-35 tu. Päällyskerrosta voidaan myös käyttää. Välikevälinettä, 4 112556 kuten välikeosaa, on sopivinta käyttää monoliittisen ker-roselementin viereisellä alueella vastaamaan näppäinsarjaa ja lisäämään kosketusherkkyyttä sinänsä tunnetulla tavalla.According to a preferred general embodiment of the invention, a base or support layer containing at least one first electrically conductive region is used. A thin layer of liquid V piezoelectric precursor material is applied: to this first electrically conductive region and converted into a substantially uniform continuous solid film that is firmly adhered to the first electrically conductive region. The second electrically conductive region is formed at a distance from the first electrically conductive region adhering strongly to the solid composite piezoelectric material. This results in a substantially '*; * monolithic element at the key which adheres firmly to the base layer and includes a combined piezoelectric material; the first and second conductive regions on either side thereof, the combined piezoelectric material is polarized. The topsheet may also be used. The spacer, 4112556 as a spacer, is most conveniently used in the area adjacent to the monolithic layered element to correspond to the set of keys and to increase the sensitivity to touch in a manner known per se.

Useat erilaiset kerrokset, kuten sähköä johtavat alueet, 5 pietsosähköinen kerros ja - sopivimmin - välikeväline on muodostettu nestesaostustekniikan, kuten silkkipainatuksen avulla.A plurality of different layers, such as electrically conductive regions, a piezoelectric layer, and - preferably - a spacer means are formed by liquid deposition techniques such as silkscreen printing.

Käytössä olevasta materiaalista ja pietsosähköisen materiaali) Iin halutusta paksuudesta riippuen voidaan suorittaa useita erilaisia soveltamis- ja muuntamisvaiheita. Koko näppäinra-kenteen paksuuden lisäämiseksi edelleen voidaan ensimmäiset sähköä johtavat alueet muodostaa pohjakerroksen kummallekin puolelle kerrosrakenneparin avulla. Myös bimorfista pietso-15 sähköistä kerroselementtiä voidaan käyttää. Käsittelyprosessia muunnetaan muodostamalla toinen yhdistetty pietsosähköinen materiaali toiselle elektrodille ja lisäelektrodi toiselle pietsosähköiselle materiaalille.Depending on the material used and the desired thickness of the piezoelectric material), various application and conversion steps can be performed. To further increase the thickness of the entire key structure, the first electrically conductive regions may be formed on each side of the base layer by a pair of layer structures. A bimorphic piezo-15 electrical sandwich element may also be used. The processing process is modified by forming one composite piezoelectric material on one electrode and an additional electrode on the other piezoelectric material.

20 Keksintöä selostetaan seuraavassa rajoittamattomassa mielessä . . esimerkkisovellutusten avulla oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:The invention will be described in the following non-limiting sense. . with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 esittää kaavamaista kuvantoa keksinnön mukaisen yk-·’, ·<!5 sittäisen pietsosähköisen näppäimen rakenteesta; : : : Kuvio 2 esittää kuvantoa rakenteesta, joka sisältää useita suoraan etulevyn taakse painettuja näppäimiä; , /30 Kuvio 3 esittää päälliskuvantoa näppäinmatriisin eräästä sovellutusmuodosta; ,: Kuvio 4 esittää sivukuvantoa näppäimistömatriisista kuvion 3 . , linjaa IV - IV pitkin otettuna; 35 5 112556Fig. 1 is a schematic view of the structure of a single piezoelectric key according to the invention; Fig. 2 is a view of a structure including a plurality of keys pressed directly behind the front panel; Fig. 3 is a plan view of an embodiment of a key matrix; Fig. 4 is a side view of the keyboard matrix of Fig. 3. taken along line IV - IV; 35 5 112556

Kuvio 5 esittää sivukuvantoa näppäimistömatriisista kuvion 3 linjaa V - V pitkin otettuna;Figure 5 is a side view of the keyboard matrix taken along line V-V of Figure 3;

Kuvio 6 esittää sivukuvantoa pietsosähköisen muuttimen erääs-5 tä osasta;Figure 6 is a side view of a portion of a piezoelectric transducer;

Kuvio 7 esittää leikkauskuvantoa pietsosähköisestä yhdistetystä materiaalista; 10 Kuvio 8 esittää kuvantoa järjestelystä pietsosähköisen yhdistetyn materiaalin koronapolarisointia varten;Fig. 7 is a sectional view of a piezoelectric composite material; Fig. 8 is a view of an arrangement for corona polarization of a piezoelectric composite material;

Kuvio 9 esittää poikkileikkauskuvantoa esillä olevan keksinnön mukaisen yksittäisen pietsosähköisen näppäimen eräästä 15 toisesta sovellutusmuodosta;Figure 9 is a cross-sectional view of another embodiment of a single piezoelectric key according to the present invention;

Kuvio 10 esittää poikkileikkauskuvantoa esillä olevan keksinnön mukaisesta yksittäisestä bimorfisesta pietsosähköisestä näppäimestä; 20 ... Kuvio 11 esittää poikkileikkauskuvantoa kuvion 10 mukaisen pietsosähköisen näppäimen eräästä muunnelmasta; ’>·’ Kuvio 12 esittää kaavamaista ja poisleikattua päälliskuvantoa -25 keksinnön mukaisen näppäimen tai näppäimistön elektrodeista I samantasoisessa tai "digitaalisessa" järjestelyssä pohjaker roksessa;Figure 10 is a cross-sectional view of a single bimorph piezoelectric key in accordance with the present invention; Fig. 11 is a cross-sectional view of a variant of the piezoelectric key of Fig. 10; FIG. 12 is a schematic and cut away plan view of the electrodes I of a key or keypad according to the invention in a flat or "digital" arrangement on the ground floor;

Kuvio 13 esittää päälliskuvantoa kuviosta 12 pietsosähköisen , ,30 kerroksen muodostamisen jälkeen elektrodiparille keksinnön mukaisen nestesaostustekniikan avulla; : Kuvio 14 esittää leikkauskuvantoa kuvion 13 mukaisesta raken teesta.Fig. 13 is a plan view of Fig. 12 after forming a piezoelectric layer 30 on an electrode pair by the liquid precipitation technique of the invention; Figure 14 is a sectional view of the structure of Figure 13.

! ,35 112556 6! , 35 112556 6

Kuvio 1 esittää näppäimistön yksittäisen pietsosähköisen näppäimen rakennetta, joka sisältää kanto- tai pohjakerroksen 1, ensimmäisen johtavan kerroksen 2, pietsosähköisen kerroksen 3, toisen johtavan kerroksen 4, eristys- tai suojakerrok-5 sen 5 ja sidonta- tai välikekerroksen 6, joka liittää näppäimen tukikalvoon tai -levyyn 8. Sidontakerroksen 6 ontto tila 7 on muodostettu puristuspisteen 9 alle, joka kiinnittää näppäimen paikoilleen.Figure 1 illustrates a structure of a single piezoelectric key for a keyboard, comprising a base or base layer 1, a first conductive layer 2, a piezoelectric layer 3, a second conductive layer 4, an insulating or protective layer 5 and a bonding or spacer layer 6 connecting the key to a support film or plate 8. The hollow space 7 of the binding layer 6 is formed below the pressing point 9 which secures the key in place.

10 Puristuspisteeseen 9 kohdistettu voima nuolen suunnassa johtaa tässä tapauksessa pietsosähköisen kerroksen 3 taipumiseen, mikä pietsosähköisen vaikutuksen johdosta synnyttää sähköjännitteen johtavien kerrosten 2 ja 4 väliin. Johtavat kerrokset 2 ja 4 on liitetty elektroniseen piiriin, joka 15 sallii tämän jännitteen ilmaisemisen ja lähettää näppäimistön käynnistyssignaalin.The compression directed to 10 point at 9 the force in the direction of the arrow in this case leads to bending of the piezoelectric layer 3, which generates the piezoelectric effect of an electric voltage between the conductive layers 2 and 4. The conductive layers 2 and 4 are connected to an electronic circuit which allows this voltage to be detected and transmits a keypad start signal.

Tässä esimerkissä näppäimen valmistus tapahtuu useide silkki-painatusvaiheiden kautta, joiden yhteydessä kerrokset 2-6 20 painetaan kantokerrokselle 1 päällysteinä tai liimataan kalvoina. Pietsosähköinen kerros 3 ja johtavat kerrokset 2 ja 4 tarttuvat lujasti yhteen muodostaen olennaisesti monoliit-* tisen pietsosähköisen kerroselementin, joka tarttuu lujas ti kantokerrokseen 1.In this example, the key is fabricated through a series of silk-printing steps in which the layers 2-6 are imprinted on the backing layer 1 as coatings or glued as foils. The piezoelectric layer 3 and the conductive layers 2 and 4 adhere firmly together to form a substantially monolithic piezoelectric layer element which adheres strongly to the carrier layer 1.

I 25 Tässä tapauksessa tyypillinen kerrospaksuus on suuruusluokkaa : 1 - 100 pm.In this case, the typical layer thickness is in the order of 1 to 100 µm.

On otettava huomioon, että kuvion 1 mukainen rakenne voi 30 vaihdella. Siten ohutta metallilamellia voidaan esimerkiksi käyttää kantokerroksena 1, johon rakenteet painetaan, kuten kuviosta 2 näkyy. Metallilamellia 1 voidaan tässä tapauksessa käyttää suoraan näppäimistön etulevynä. Tämän sovellutuksen mukaisesti on tässä tapauksessa edullista käyttää metallila-35 mellia 1 suoraan yhteisenä elektrodina, jolloin, kuten ku- 7 112556 viosta 2 näkyy, johtava kerros 2 jää pois. Lisäeristyskerros voidaan myös asettaa metallilamellin ja johtavan kerroksen 2 väliin.It should be noted that the structure of Figure 1 may vary. Thus, for example, a thin metal lamella can be used as a carrier layer 1 on which the structures are printed, as shown in Figure 2. In this case, the metal lamella 1 can be used directly as the front panel of the keyboard. According to this embodiment, it is preferable in this case to use the metal sheet 35 Mell 1 directly as a common electrode, whereby, as shown in Figure 2, the conductive layer 2 is omitted. The additional insulation layer may also be placed between the metal lamella and the conductive layer 2.

5 Eräässä toisessa sovellutusmuodossa sidontakerros 6 ja tuki-levy 8 voidaan jättää pois. Pietsosähköisen kerroksen taipuma saadaan tällöin aikaan kohdistamalla käynnistysvoima näppäin-pinnan yhteen pisteeseen. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi etulevyn 1 takasivun sopivan muotoilun avulla.In another embodiment, the binding layer 6 and the support plate 8 may be omitted. The deflection of the piezoelectric layer is then achieved by applying an actuating force to one point on the key surface. This can be accomplished, for example, by appropriate design of the back of the front panel 1.

1010

Erään lisäsovellutusmuodon yhteydessä eristyskerros 5 voidaan esimerkiksi jättää pois, erityisesti silloin, kun tukilevy 8 ei ole sähköä johtava tai kun sillä on sama sähköinen potentiaali kuin johtavalla kerroksella 4.For example, in a further embodiment, the insulating layer 5 may be omitted, especially when the support plate 8 is non-conductive or has the same electrical potential as the conductive layer 4.

1515

Se tosiasia, että levitettävät kerrokset voivat olla kuvioituja, mahdollistaa myös useilla erillisillä pietsoelementeil-lä varustettujen monimutkaisempien rakenteiden levityksen yhdelle ainoalle kantokerrokselle. Kuviot 3-5 esittävät 20 esimerkiksi osaa näppäinmatriisista. Tässä tpauksessa johta-... vat kerrokset 2 ja 4 on tehty useissa rinnakkaisissa riveissä ja jonoissa olevina johdinkaistaleina, jotka leikkaavat vas-; ( taavasti toisensa pietsosähköisen kerroksen 3 saarimaisten elementtien kohdalla.The fact that the layers to be applied can be textured also allows the application of more complex structures with a plurality of separate piezo elements on a single carrier layer. Figures 3-5 illustrate, for example, portions of a key matrix. In this case, the conductive layers 2 and 4 are made as a plurality of conductive strips in parallel rows and queues which intersect; (similarly to each other for the island-like elements of the piezoelectric layer 3.

'25 : ’.· Kuvio 6 esittää kuvioidun elementin sovellutusmuotoa, joka : ·' ·' kykenee muuttaniaan mekaanisen energian sähköenergiaksi. Tässä tapauksessa johtava kerros 2 ja pietsokerros 3 on levitetty kuvioimattomina pintoina. Tämän sovellutusmuodon mukaisesti . ;’30 toinen johtava kerros 4 voidaan kuvioida kaistaleen tai saarekkeen muodossa. Kun tällä tavoin valmistettua rakenteellis-* “ ta elementtiä rasitetaan mekaanisesti esimerkiksi taivutta-maila, sen lepattaessa tuulessa "lipun" tavoin, positiiviset tai negatiiviset varaukset kerääntyvät kerroksen 4 saarekkei-,35 siin tai kaistaleihin, jotka voidaan tasasuunnata diodien 14 112556 8 ja varauskondensaattorien 15 avulla. Tässä tapauksessa diodit 14 ja kondensaattorit 13 voidaan liittää kiinteästi rakenteelliseen elementtiin ohut- tai paksukalvoteknologian avulla .'25: '. Figure 6 shows an embodiment of a textured element which:' ':' is capable of converting mechanical energy into electrical energy. In this case, the conductive layer 2 and the piezo layer 3 are applied as non-patterned surfaces. According to this embodiment. ; '30 the second conductive layer 4 can be patterned in the form of a strip or an islet. When the structural element made in this way is mechanically stressed, for example, by a bending stick, when fluttering like a "flag" in the wind, positive or negative charges accumulate in the islands, 35 or strips of layer 4 which can be rectified by diodes 14 112556 8 and charge capacitors 15. through. In this case, the diodes 14 and the capacitors 13 may be fixedly connected to the structural element by thin or thick film technology.

55

Pietsovaikutusta seuraava sähköstriktiovaikutus sallii keksinnön mukaisen elementin käytön myös päinvastaisessa suunnassa. Tällöin voidaan pietsosähköisen kerroksen muotoa muuttaa syöttämällä sähköjännitettä elektrodeihin. Tällä tavoin 10 voidaan valmistaa esimerkiksi kustannuksiltaan erittäin alhaisia äänigeneraattoreita.The electrostrictive effect following the piezo effect also permits the use of the element according to the invention in the opposite direction. In this case, the piezoelectric layer can be deformed by applying electrical voltage to the electrodes. In this way, for example, very low cost sound generators can be manufactured.

Keksinnön kaikkein suositeltavimman sovellutusmuodon mukaisesti valmistetaan näppäimistö tai näppäin kuvion 9 esittämää 15 menetelmää käyttäen seuraavina vaiheina: (A) Käytössä on pohjakerros 1, joka toimii alustakerroksena, johon monoliittinen pietsosähköinen "kerros" muodostetaan tarttuvasta ja josta tulee osa lopullista näppäimistöä tai 20 näppäintä.In accordance with the most preferred embodiment of the invention, a keyboard or key is manufactured using the method of FIG. 9 in the following steps: (A) A base layer 1 serves as a substrate layer forming a monolithic piezoelectric " layer "

Olennaisena vaatimuksena tällaista pohjakerrosta varten on ' 1 se, että se sisältää ainakin yhden sähköä johtavan alueen 2.An essential requirement for such a base layer is that it contains at least one electrically conductive region 2.

v,· Tämä vaatimus voidaan täyttää useilla eri tavoilla: ensim- : : 25 mäisenä ja useimmiten suositeltavimpana sovellutuksena on : : käyttää orgaanisesta polymeeriseoksesta tehtyä itseään kan- ; ; ; naitavaa kalvoa, joka käsittää pääasiassa sähköisesti eriste tyn kestomuovisen tai "kovamuovisen” polymeerin, tällaisen , kovamuovisen polymeerin tarkoittaessa polymeeriä, joka ei ole 30 elastomeerinen tai kestomuovinen, vaan ristikytketty minkä tahansa sopivan menetelmän, kuten esimerkiksi rajoittamatto-• > massa mielessä "kuumakovettumisen" avulla.v, · This requirement can be met in a number of ways: first:: 25 and most preferred application is:: to use itself made of an organic polymer blend; ; ; an exemplary film comprising essentially an electrically insulated thermoplastic or "thermoplastic" polymer, such a thermoplastic polymer being a polymer which is not elastomeric or thermoplastic but is cross-linked by any suitable method such as "unrestricted mass" by "heat curing" .

: Tyypillisinä esimerkkeinä voidaan mainita kaupallisesti saa- 35 tavana olevien polyesterien, polykarbonaattien, polypropylee- 112556 9 nin, polyamidien, polyasetaalien jne. muodostavat kalvot, joiden paksuus on yleensä noin 50 - 2000 μιη. Vaikka pohjaker-roskalvon joustavuus on suotava, sen ei tarvitse venyä veto-jännityksen alaisena. Siten kalvon molekyläärinen orientaatio 5 tai sisäinen kiteisyys on suotavaa. Sopivat kalvot kestävät vanhenemista ja mekaanisia rasituksia, ja ne voivat olla läpikuultavia, läpinäkyviä tai läpinäkymättömiä ja/tai värillisiä. Terminen stabiilisuus, joka ilmenee yli 100 °C:en peh-menemislämpötilassa, on erittäin suotava ominaisuus, koska se 10 ei rajoita lämpötilan käyttöä, joka yleensä vaaditaan kuivumista, karkaisua, kovettumista tai mitä tahansa monoliittisen pietsosähköisen kerroselementin valmistamiseen tarvittavaa lämpökäsittelyä varten.: Typical examples include films forming commercially available polyesters, polycarbonates, polypropylene 112556 9, polyamides, polyacetals, etc., generally having a thickness of about 50 to 2000 µιη. While the flexibility of the bottom bump film is desirable, it does not need to be stretched under tensile stress. Thus, the molecular orientation of the membrane or internal crystallinity is desirable. Suitable films are resistant to aging and mechanical stress and may be translucent, transparent or opaque and / or colored. The thermal stability, which occurs at a softening temperature above 100 ° C, is a highly desirable feature as it does not limit the use of temperature that is generally required for drying, hardening, curing, or any heat treatment required to make a monolithic piezoelectric sandwich cell.

15 Ainakin yksi sähköä johtava alue 2 voidaan muodostaa tällaisiin orgaanisiin polymeeripohjakerroksiin joko valinnaisesti (so. paikallisesti ennalta määrätysti) tai pintakerroksena tavanomaisten menetelmien avulla, jotka sisältävät kuviopai-natuksen (esimerkiksi silkkipainatuksen), metalloinnin, tyh-20 jösaostuksen, tai vastaavien menetelmien välityksellä. Sähköä . johtavilla alueilla 2 ja 4 ja pietsomateriaalin muodostan;ai la ’ ) saarekkeella 3 niiden välissä voi olla mikä tahansa geometri nen muoto, esimerkiksi ympyrä, monikulmio jne. Tärkeää on vain se, että ne sijaitsevat rajoitetulla alueella, joka rea-','£>5 goi siihen kohdistettuun voimaan ilman ylikuulumista. 1 ; : Seokset, jotka ovat sopivia sähköä johtavien kerrosten valin naista käyttöä varten, ovat kaupallisesti saatavissa ja si-sältävät yleensä sideaineen ja sähköä johtavan materiaalin, •30 esimerkiksi metallipigmentin, kuten hopean tai hiilimustan. Erityisenä esimerkkinä voidaan mainita "hopeamaali", jota on saatavana eri lähteistä. Tällaisten maalien tai värimusteiden viskositeetti valitaan asianomaisen sovellutusmenetelmän, kuten seulakoon, mukaisesti (määritettynä tavanomaisten met-35 risten tai ei-metristen standardien avulla), jota käytetään 112556 10 ainakin yhden sähköä johtavan alueen levittämiseksi (tätä aluetta kutsutaan toisinaan "ensimmäiseksi elektrodikerrok-seksi" tässä yhteydessä sen erottamiseksi toisesta tai mistä tahansa myöhäisemmästä keksinnön mukaisen näppäimen tai näp-5 pöäimistön sähköä johtavasta kerroksesta).At least one electrically conductive region 2 may be formed on such organic polymer base layers either optionally (i.e., locally predetermined) or as a surface layer by conventional methods including embossing (for example, screen printing), metallization, vacuum deposition, or the like. Electricity. the conductive regions 2 and 4 and the piezoelectric material I form 'a la') the island 3 between them can have any geometric shape, for example a circle, a polygon, etc. It is only important that they lie within a limited area which rea - ',' £> 5 go to the power applied to it without crashing. 1; : Mixtures suitable for the selection of electrically conductive layers are commercially available and generally contain a binder and an electrically conductive material, such as a metallic pigment such as silver or carbon black. A specific example is the "silver paint" available from various sources. The viscosity of such paints or color inks is selected according to an appropriate application method such as screen size (as determined by conventional metric or nonmetric standards) used to apply at least one electrically conductive region (sometimes referred to as "first electrode layer" herein). to separate it from another or any later conductive layer of a key or keyboard of the invention).

Liimaussidonnan ainakin yhden sähköä johtavan alueen välissä olisi oltava sellainen, että irtautuminen näppäimen tai näppäimistön normaalin käytön aikana on käytännössä estetty.The adhesive bonding between at least one electrically conductive region should be such that release during normal operation of the key or keyboard is effectively prevented.

10 Liimausvälineitä, esimerkiksi tavanomaisia pöhjustuskerrok-sia, jotka pohjautuvat ionomereihin, EVA-hartseihin jne., tai liimauspintakäsittelyjä, esimerkiksi polymeerisen pohjakerroksen pinnan hapettamisen tai halogenaation avulla, voidaan tarvita tai ne parantavat edullisesti ainakin yhden sähköä 15 johtavan alueen tartuntaa pohjakerrokseen.Adhesive means, for example conventional primer layers based on ionomers, EVA resins, etc., or adhesive surface treatments, for example by oxidation or halogenation of the polymeric substrate surface, may be required or advantageously improve adhesion of at least one electrically conductive region to the substrate.

Pohjakerros voi vaihtoehtoisesti käsittää sähköä johtavan materiaalin, kuten metallilevyn, joka voi sisältää, mutta ei välttämättä, pintakuvion muodostettuna esimerkiksi sähköisen 20 orgaanisen tai epäorgaanisen materiaalin avulla.Alternatively, the base layer may comprise an electrically conductive material, such as a metal plate, which may include, but is not necessarily, a surface pattern formed, for example, by electrical organic or inorganic material.

(B) Pietsosähköinen edeltäjä (prekursori) . Keksinnön eräänä • # olennaisen ominaispiirteenä on se, että uuden näppäimen tai näppäimistön pietsosähköistä kerrosta tai kerroksia 3 ei ole 25 esivalmistettu aikaisemmin tunnettujen näppäimistöjen tapaan, ; V vaan että se tai ne on muodostettu ainakin yhdelle sähköä johtavalle alueelle ja tarttuvat lujasti siihen (tämän alueen tarttuessa taas lujasti pohjakerrokseen). Kuten edellä on mainittu, ilmaisua "luja tartunta" on tässä yhteydessä käy- : 30 tetty rinnakkain ilmaisun "ei irrotettavissa kuorimalla käyttöolosuhteiden alaisena näppäimen tai näppäimistön käyttöiän " aikana". On havaittu, että tämä ominaisuus voidaan saavuttaa keksinnön mukaisesti ja sen uskotaan olevan olennaisen tärkeä asia kaupallista toimivuutta ajatellen. Keksinnön mukaisen 3:5 näppäimen tai näppäimistön jokaisen kerroksen on lisäksi 112556 11 oltava yhdenmukainen.(B) Piezoelectric precursor. An essential feature of the invention is that the piezoelectric layer or layers 3 of the new key or keyboard are not prefabricated in the same way as previously known keyboards ,; V but that it or they are formed in at least one electrically conductive region and adhere firmly thereto (this region again adhering strongly to the ground layer). As mentioned above, the term "strong grip" is used herein in parallel with the phrase "non-removable by peeling under operating conditions during the life of a key or keyboard." It has been found that this feature can be achieved according to the invention and is believed to be essential In addition, each layer of the 3: 5 key or keyboard according to the invention must be uniform.

Ilmaisu "edeltäjä (prekursori)", jota on käytetty tässä yhteydessä merkitsemään keksinnön mukaisesti muodostetun piet-5 sosähköisen materiaalin yhdenmukaista kerrosta (tai kerroksia) , tarkoittaa mitä tahansa järjestelmää, joka kykenee olemaan olemassa ei-kiinteässä, so. juoksevan väliaineen tilassa ja jota voidaan levittää ohuena kalvona (käsitteen "ohut·· merkitessä yleensä suuruusluokkaa 1 - noin 100 μπι, jähmet-10 tyneenä sopivimmin alle 20 μπι olevaa paksuutta) . Kuvio 7 esittää yhdistettyä järjestelmää, jota voidaan levittää pai-natustekniikoiden avulla. Tässä järjestelmässä jauhemaista pietsosähköistä keraamista materiaalia 10 suspendoidaan sideaineeseen 11. Sideaineen kovuuden on oltava mahdollisimman 15 suuri, niin että voimat voivat siirtyä rakeisiin mahdollisimman tehokkaasti.The term "precursor", as used herein to designate a uniform layer (or layers) of Piet-5 socio-electric material formed in accordance with the invention, means any system capable of existing in a non-solid, i. fluid state and can be applied as a thin film (the term "thin ·· generally denotes an order of magnitude of 1 to about 100 μπι, with a solid-10 thickness preferably less than 20 μπι). Figure 7 illustrates a composite system that can be applied by printing techniques. In this system, the powdered piezoelectric ceramic material 10 is suspended in the binder 11. The hardness of the binder should be as high as possible so that the forces can be transferred to the granules as efficiently as possible.

Suositeltava edeltäjä käsittää "pietsosähköisen maalin", tämän käsitteen merkitessä yleensä hienot jakautuneet kiinte-20 ät aineosat sisältävää nestejärjestelmää, joka on pietsosäh-köinen tai joka voidaan tehdä sellaiseksi. Tällaiset kiinteät materiaalit ovat yleensä PZT-tyyppisiä (lyijy-sirkonium-ti-: taani) ja niitä kutsutaan tavallisesti "keraamisiksi" piet- sosähköisiksi materiaaleiksi. Niitä on kaupallisesti saatava-' j 25 na eri lähteistä. Tällaisten pietsosähköisten kiinteiden aineosien tyypilliset hiukkaskoot ovat noin 0,5 - noin 20 pm, sopivimmin 1 - 10 pm ja edullisesti noin 1 noin 5 pm. Alaraja * * riippuu enemmänkin tehokkaiden tuotteiden saatavuudesta kuin keksinnön mukaisesta arvosta. Ylärajan uskotaan taas olevan ' ’ 30 olennaisen tärkeä keksinnön useimpia sovellutuksia varten tällaisten materiaalien muodostamien kiinteiden kerrosten ; ; koossapysyvyyden ja yhdenmukaisuuden johdosta.The preferred precursor comprises a "piezoelectric paint", a term generally referred to as a liquid system containing or having a fine piezoelectric component. Such solid materials are generally of the PZT type (lead zirconium titanium) and are commonly referred to as "ceramic" piezoelectric materials. They are commercially available from various sources. Typical particle sizes for such piezoelectric solids are from about 0.5 to about 20, preferably from 1 to 10, and preferably from about 1 to about 5. The lower limit * * depends more on the availability of effective products than on the value of the invention. Again, the upper limit is believed to be essential for most embodiments of the invention, the solid layers formed by such materials; ; for consistency and uniformity.

Pietsokeraamisen jauheen konsentraatio valitaan niin suurek-35 si, että varmistetaan mekaaninen kosketus mahdollisimman 12 112556 monien keraamisten fragmenttien välille, mikä vastaa yleensä mustepohjamateriaalin tai liuottimen ja keraamisen materiaalin suuruusluokkaa 0,1 - 10 olevaa tilavuussuhdetta. Tämä tarvitaan voimansiirron varmistamiseksi rakeisiin mahdolli-5 simman tehokkaasti. Tässä tapauksessa keraamista pitoisuutta rajoittaa vaatimus kuivatetun materiaalin tartunnan ja mekaanisen kestävyyden suhteen.The concentration of the piezo-ceramic powder is selected to ensure mechanical contact between as many as 12,115,556 as many ceramic fragments as possible, which is generally in the order of 0.1 to 10 volume ratio of ink base material or solvent to ceramic material. This is needed to ensure that the transmission to the granules is as efficient as possible. In this case, the ceramic content is limited by the requirement for adhesion and mechanical resistance of the dried material.

Vaikka muitakin kuin "keraamisia" kiinteitä aineosia, esimer-10 kiksi hienojakoisia kiteisiä orgaanisia aineita, kuten normaalisti kiinteitä orgaanisia happoja tai niiden suoloja, esimerkiksi tartaarihappoa, tartraatteja, salisylaatteja sekä sakkarideja, polyvinyyliä tai polyvinylideenihalideja jne. voidaan köyttää tässä yhteydessä, niiden käyttö on väheminön 15 suotavaa useimpia tarkoituksia varten.Although other than "ceramic" solids, for example, fine crystalline organic materials such as normally solid organic acids or their salts, for example tartaric acid, tartrates, salicylates, and saccharides, polyvinyl or polyvinylidene halides, etc., may be used herein, their use being related herein. 15 desirable for most purposes.

Käsite "juokseva väliaine" tarkoittaa tässä yhteydessä käytettynä edeltäjämateriaalia, joka sisältää nestemäiset tai kaasumaiset tilat tai järjestelmät. Nestemäiset järjestelmät 20 ovat yleensä tässä yhteydessä suotavia, lähinnä yksinkertai- *_ seen käsittelyyn, saatavuuteen ja prosessivalvonnan suhteel- i ' liseen helppouteen liittyvien käytännön syiden johdosta.The term "fluid" as used herein refers to precursor material containing liquid or gaseous spaces or systems. Liquid systems 20 are generally desirable in this context, mainly for practical reasons related to simple handling, availability, and relative ease of process control.

; t Edustavat esimerkit sisältävät yhden tai useamman hienosti » * jakautuneen kiinteän pietsosähköisen dispersion nestemäisessä » ' 25 tai tahnamaisessa massassa, kuten kaupallisesti saatavana • \* olevat pohja-aineet, "liuottimet" tai "lakat" silkkipainan- tatekniikkaa varten. Tällaiset pohja-aineet sisältävät yleensä yhden tai useamman liuottimen sekä yhden tai useamman > V. sideaineen, so. sopiviin liuottimiin liuenneet orgaaniset . 30 polymeerit tai vaihtoehtoisesti lisä- ja täyteaineet esimer kiksi haihtumis- tai kovettumisnopeuden jne. valvomista varten.; Representative examples include one or more finely divided solid piezoelectric dispersions in a liquid or paste, such as commercially available substrates, "solvents" or "varnishes" for screen printing. Such bases generally contain one or more solvents and one or more binders, e.g. organic solvents dissolved in suitable solvents. Polymers or, optionally, additives and excipients, for example, for controlling evaporation or cure rates, etc.

Esimerkit muista nestemäisistä tai kaasumaisista järjestel-35 mistä sisältävät aineet, joita voidaan levittää metalloinnin 112556 13 tai erilaisten saostustekniikoiden avulla, so. aineet, jotka kykenevät muodostamaan pietsosähköisen kiinteän aineen kaasumaisesta tai nestemäisestä edeltäjästä, kuten sinkkioksidista jne.Examples of other liquid or gaseous systems include substances that can be deposited by metallization 112556 13 or various precipitation techniques, i.e. substances capable of forming a piezoelectric solid from a gaseous or liquid precursor such as zinc oxide, etc.

5 (C) Edeltäjän käyttö. Edeltäjän käyttöä varten tarkoitettu tekniikka riippuu tietenkin käytetyn edeltäjäjärjestelmän tyypistä. Suositeltavan nestejärjestelmän yhteydessä edeltä-jäkalvot voidaan saostaa silkkipainatuksen, ruiskutuksen, 10 telapäällystyksen jne. avulla. Tällaisia nestejärjestelmiä voidaan käyttää ja sopivimmin niin myös tehdään saostamalla edellä määritetty ohut kalvosarja varustettuna edullisesti välijähmetyksellä, kuten kuivatuksella, karkaisulla tai kove-tuksella. Välike 16 varustettuna aukoilla 15 edeltäjää varten 15 voidaan myös muodostaa paiantuksen avulla tai se voi käsittää muodostetun ja kuvioidun kerroksen varustettuna aukolla 14. Välike voidaan levittää ennen edeltäjää ja sitä voidaan käyttää sovellutusprosessissa tai edeltäjän soveltamisen jälkeen. Välike on sopivimmin kokoonpuristumaton ylikuulumisen estämi-20 seksi.5 (C) Precursor Use. The technology for using the precursor will, of course, depend on the type of precursor system used. In the case of a preferred liquid system, pre-frost films can be precipitated by screen printing, spraying, roller coating, etc. Such liquid systems can be used, and most preferably so, by precipitating a thin film set as defined above, preferably with an intermediate solidification such as drying, quenching or curing. The spacer 16 provided with apertures 15 for the precursor 15 may also be formed by embossing or may comprise a formed and textured layer provided with the aperture 14. The spacer may be applied before the precursor and may be used in the application process or after application of the precursor. The spacer is preferably non-compressible to prevent crosstalk.

: *· ·' (D) Edeltäjäkerroksen muuntaminen. Tällöinkin edeltäjän muuntamista varten tarkoitettu tekniikka riippuu käytössä olevasta järjestelmästä. Suositeltavien nestejärjestelmien .'.*.25 yhteydessä muuntaminen suoritetaan jähmettämisen avulla, ;·. esimerkiksi poistamalla nestevaihe kuivaamisen, karkaisun tai kovettumisen välityksellä. Useita tarkoituksia varten termi-,, . set muuntamismenetelmät ovat suotavia, kunhan niiden yhtey-• · dessä ei vahingoiteta muita aineosia. Suuruudeltaan noin 50 -'30 200 °C olevat lämpötilat ovat tyypillisiä. Useita tarkoituk- ; siä varten on suotavaa, että tulokseksi saadun yhtenäisen kerroksen paksuus on alle noin 125 μπι ja sopivimmin alle 100 μιη. Erityisen suotava paksuusarvo on vieläkin pienempi, alle *75 μπι ja edullisesti alle noin 50 μπι. Kerroksen täytyy kui-35 tenkin olla yhdenmukainen edellä selostetussa mielessä ja 112556 14 tämä saattaa vaatia toistuvaa soveltamista ja jähmettämistä käytössä olevista aineosista, pääasiassa hienojakoisen kiinteän pietsosähköisen materiaalin sisältävän polymeerimatrii-sin joustavuudesta riippuen.: * · · '(D) Precursor conversion. Here, too, the technology for converting the precursor depends on the system in use. In the case of recommended liquid systems. '. *. 25, conversion is accomplished by solidification; for example, removing the liquid phase by drying, quenching or curing. For multiple purposes, the term ,,. • Converting methods are desirable as long as they do not damage other components. Temperatures in the range of about 50 ° C to about 200 ° C are typical. Multiple purposes; for this purpose, it is desirable that the resulting uniform layer has a thickness of less than about 125 μπι and preferably less than 100 μι. A particularly desirable thickness value is even lower, less than * 75 μπι, and preferably less than about 50 μπι. However, the layer must be uniform in the sense described above and may require repeated application and solidification depending on the components used, mainly depending on the resilience of the polymer matrix containing the finely divided solid piezoelectric material.

5 KUten edellä on mainittu, tulokseksi saadun kerroksen olisi oltava olennaisesti "yhtenäinen". Tämä käsite merkitsee yleensä sitä, että yhdenmukaisen pietsosähköisen kerroksen on estettävä vierekkäisten elektrodikerrosten oikosulkeminen.5As noted above, the resulting layer should be substantially "uniform". This concept generally implies that a uniform piezoelectric layer must prevent short-circuiting of adjacent electrode layers.

10 Yleisenä syynä nestemäisen tai tahnamaisen järjestelmän jähmettymisen aikaansaamien kerrosten riittämättömään yhtenäisyyteen ovat pienet, suorastaan mikroskooppiset ilmakuplat. Tavanomaisena keinona näiden ilmakuplien välttämiseksi on kaasunpoisto, esimerkiksi vähentyneen paineen avulla. Eräänä 15 toisena menetelmänä pietsosähköisen kerroksen yhdenmukaisuuden ja yhtenäisyyden saavuttaniseksi tai parantamiseksi on mekaanisen tai hydrostaattisen paineen kohdistaminen.10 A common reason for the lack of uniformity of the layers caused by the solidification of the liquid or pasty system are small, directly microscopic air bubbles. A conventional means of avoiding these air bubbles is degassing, for example by means of reduced pressure. Another method of achieving or improving the uniformity and uniformity of the piezoelectric layer is by applying mechanical or hydrostatic pressure.

Parhaat mahdolliset tulokset voidaan saavuttaa määrätyn jär-20 jestelmän avulla tekemällä muutamia yksinkertaisia kokeita, • kuten mittaamalla esimerkiksi kerrosten sähköinen suoritusky- I · t \1 · ky sopivimmin sen jälkeen kun molemmat vierekkäiset elektro-V,: dikerrokset 2 ja 4 on muodostettu.The best possible results can be achieved with a particular system by carrying out a few simple experiments, such as measuring the electrical performance of the layers, preferably after both adjacent electro-V 2 layers 4 and 4 have been formed.

1 · 1: 2 5 Käsite "yhdistetty", jota käytetään tällöin keksinnön mukai-;'j'; sen yhtenäisen pietsosähköisen kalvon yhteydessä, on tarkoitettu sisältämään mikä tahansa kerrosjärjestelmä, joka on muodostettu useiden kiinteiden aineosien avulla sidontatyy-pistä riippumatta. Tämä sisältää pintaliimauksen, joka esiin- 30 tyy sähkösaostuksen avulla muodostetussa kerroksessa sekä ; liittävien tai liimaavien aineiden käytön yhteydessä. Sopiva- na tapana pietsosähköisten aineosahiukkasten liimaamiseksi yhteen on "matriisin", so. epäorgaanisen tai sopivimmin orgaanisen aineen, kuten polymeerin, muodostaminen, joka voi 35 mutta jonka ei tarvitse olla ristikytketty. Tällainen matrii- 112556 15 si muodostaa sopiviimnin olennaisesti jatkuvan vaiheen ja pitää pietsosähköisen materiaalin kiinteät aineosat lujasti yhdessä estäen samalla kerroksen haitalliset muutokset pitkäaikaisen mekaanisen rasituksen (esimerkiksi näppäintä käytet-5 täessä kaksi tai neljä miljoonaa kertaa) ja vanhenemisen alaisena (joka todetaan kiihtyvyyskokeen perusteella, kuten käytön avulla korkeissa lämpötiloissa, joiden oletetaan vastaavan useita käyttövuosia).1 · 1: 2 5 The term "combined" as used herein in accordance with the invention; 'j'; in its unitary piezoelectric film, is intended to include any layer system formed by a plurality of solid components, regardless of the type of bonding. This includes the surface sizing that occurs in the layer formed by electrodeposition as well as; when using adhesives or adhesives. A suitable way of gluing piezoelectric constituent particles together is by "matrix", i. formation of an inorganic or, preferably, organic material, such as a polymer, which may or may not be cross-linked. Such a matrix provides a substantially continuous phase and holds the solid components of the piezoelectric material firmly together while preventing adverse changes in the layer under long-term mechanical stress (e.g., two or four million key presses) and aging (as determined by acceleration test, such as use at high temperatures, which are expected to last for several years).

10 Tässä yhteydessä on otettava huomioon, että on hämmästyttävää havaita, että keksinnön avulla voidaan saada aikaan näppäimiä tai näppäimistöjä, jotka täyttävät tällaiset tiukat vaatimukset. Kaksi keksinnön päätarkoitusta voidaan siten saavuttaa, nimittäin valmistuksen huomattavasti parantunut taloudetli-15 suus sekä yhtä hyvä tai parantunut suorituskyky.In this context, it should be noted that it is astonishing to see that the invention can provide keys or keyboards that meet such stringent requirements. The two main objects of the invention can thus be achieved, namely, a significantly improved economy of manufacture and an equally good or improved performance.

(E) Vaihtoehtoinen toinen elektrodikerros. Vaiheen (D) loppuunsaattamisen yhteydessä toinen sähköä johtava kerros 4 (toinen elektrodikerros) levitetään yhdistetyn pietsosähköi- 20 sen materiaalin 3 muodostaman kalvon päälle kuvion 10 esittä-• ·' mällä tavalla. Tämä voidaan yleensä saada aikaan edellä vai- ‘ heen (A) yhteydessä selostetulla tavalla, jolloin ensimmäinen elektrodikerros 2 muodostetaan sähköä eristävälle alustaker-: rokselle, eikä mitään lisäselityksiä tarvita. Suojaava tai ; *25 eristävä kerros, kuten kerros 5, voidaan muodostaa tämän toisen elektrodikerroksen 4 päälle.(E) Alternate second electrode layer. Upon completion of step (D), a second electrically conductive layer 4 (second electrode layer) is applied over a film of composite piezoelectric material 3, as shown in Figure 10. This can generally be accomplished as described above in step (A), wherein the first electrode layer 2 is formed on the electrically insulating substrate layer and no further explanation is required. Protective or; An insulating layer such as layer 5 may be formed on top of this second electrode layer 4.

(F) Polarisointi tai poolaus. Kuten alalla on tunnettua, altistusta sähköjännitteelle tai -kentälle vaaditaan yleensä 30 pietsosähköisen materiaalin sisältävän kosketuselementin * ** aktivoimiseksi. Tyypillisiä tavanomaisia poolausmenetelmiä : voidaan soveltaa tässä yhteydessä kohdistamalla jännite joh- ·. taviin kerroksiin 2 ja 4. Sähkökentän ferroelektrisyyden . sisällä on oltava niin suuri, että se ylittää koersiivisen 35 kentän. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun ferroelektri- 112556 16 syyden suhteellinen eristevakio on paljon suurempi kuin side-ainemateriaalin yhteydessä, mikä johtaa syötetyn sähkökentän vastaavaan vähennykseen ferroelektrisyyden sisällä.(F) Polarization or Polarization. As is known in the art, exposure to an electrical voltage or field is generally required to activate a contact element * ** containing a piezoelectric material. Typical Conventional Polishing Methods: Can be applied in this context by applying a voltage to the ·. 2 and 4. The ferroelectricity of the electric field. the inside must be large enough to cross the coercive field of 35. This is particularly important when the relative dielectric constant of the ferroelectric 112556 16 is much higher than with the binder material, which results in a corresponding reduction of the applied electric field within the ferroelectricity.

5 Laskemalla tai nostamalla lämpötilaa polarisointiprosessin aikana on myös mahdollista vähentää ferroelektrisyyden suhteellista eristevakiota ja koersiivista kenttää ja helpottaa siten polarisaatiota. Poolaus suoritetaan sopivimmin nostetuissa lämpötiloissa (esimerkiksi 80 - 150 °C), kun pietso-10 sähköinen materiaali on yhdistetty polymeerimatriisiin. Painetta voidaan mutta sitä ei välttämättä tarvitse kohdistaa samanaikaisesti.By lowering or increasing the temperature during the polarization process, it is also possible to reduce the relative dielectric constant and coercive field of the ferroelectricity, thereby facilitating polarization. Polishing is preferably performed at elevated temperatures (e.g., 80-150 ° C) when the piezo-10 electrical material is incorporated into the polymer matrix. Pressure may or may not need to be applied simultaneously.

Poolaus voidaan lisäksi suorittaa ennen päällyskerroksen ja 15 mahdollisten lisätukikerrosten, kuten pääasiassa jäykkien asennuslevyjen 8 levittämistä tai sen jälkeen.In addition, the polishing may be carried out before or after the overlay and any additional support layers, such as mainly rigid mounting plates 8, are applied.

Murtumien välttämiseksi elektrodien välillä polarisointiprosessin aikana voidaan polarisointi suorittaa koronapola-20 risoinnin avulla. Tämä tapahtuu pietsomateriaalin 3 jähmetty-V misen jälkeen mutta ennen toisen elektrodikerrosen 4 levittä- : : : mistä. Tässä tapauksessa, kuten kuviosta 8 näkyy, ensimmäinen , johtava kerros 2 on liitetty maahan tai maadoituspotentiaa- : liin. Tämän jälkeen elektrodineula 12, joka sijaitsee muuta- :,-25 mien senttimetrien päässä alustakerroksesta, liitetään kor-’ keajännitelähteeseen 13. Tulokseksi saatu koronapurkaus johtaa pietsomateriaalin pintavarauksiin, tämän materiaalin tällöin polaroituessa.To avoid fractures between electrodes during the polarization process, polarization can be accomplished by corona polarization. This occurs after solidification of the piezo material 3 but before the second electrode layer 4 is applied. In this case, as shown in FIG. 8, the first conductive layer 2 is connected to ground or to a ground potential. Thereafter, the electrode needle 12, located about 25 cm from the substrate layer, is connected to a high voltage source 13. The resulting corona discharge leads to surface charges of the piezo material, thereby polarizing this material.

v30 Erilaiset polarointimenetelmät, erityisesti elektrodipola- risointi, sallivat pietsomateriaalin polarisoinnin vain pai-,··*, kallisissa halutuissa kohdissa, jolloin induktiivisia häiriöitä vierekkäisten alueiden välillä voidaan vähentää.v30 Various polarization techniques, particularly electrode dipolarization, allow the piezo-material to be polarized only at high, ·· *, expensive desired locations, thereby reducing inductive interference between adjacent regions.

35 Eräs toinen pietsomateriaali käsittää sopivan pietsosähköisen 112556 17 polymeerin, kuten polarisoidun polyvinyylideenifluoridin (PVDF). Tässä tapauksessa polymeeri painetaan joko liuenneessa muodossa tai sulamispisteen 160 - 180 °C ylittäen. Materiaali voidaan myös levittää esimerkiksi sähköstaattisen jau-5 hesuihkutusmenetelmän avulla. Levityksen jälkeen se polarisoidaan sähkökentän avulla, jolloin edellä mainittuja menetelmiä voidaan käyttää. Tämän on tapahduttava lasin lämpötilan yläpuolella tai silloin, kun kalvo ei ole vielä kuiva.Another piezoelectric material comprises a suitable piezoelectric 11255617 polymer such as polarized polyvinylidene fluoride (PVDF). In this case, the polymer is pressed either in dissolved form or above a melting point of 160-180 ° C. The material may also be applied, for example, by means of an electrostatic jet-5 jet injection method. After application, it is polarized by an electric field, whereby the above methods can be used. This must be done above the glass temperature or when the film is not yet dry.

10 On myös mahdollista käyttää tyypiltään tällaista polarisoitua kalvoa, johon kaikki muut kerrokset asetetaan esimerkiksi painatustekniikoiden avulla.It is also possible to use this type of polarized film, in which all other layers are applied, for example, by printing techniques.

Kuten kuviosta 9 näkyy, pietsomateriaalin 3 ja sähköä johta-15 van kerroksen 4 yhteinen paksuus on välikkeen 16 paksuutta pienempi. Tällöin syntyy rako kerrosrakenteen alapuolelle sallien sen taipumisen kuvion 1 mukaisen sideainekerroksen 6 tavoin. Tavanomainen välikeväline voi sisältää esimerkiksi pahvi- tai muovikappaleen, jonka aukot ovat näppäimistökuvion 20 mukaisia. Tässä yhteydessä viitataan julkaisuun EP-A-0 472 • ·' 888, jonka selitys on liitetty mukaan tähän yhteyteen viite- • · ' aineistona. Alalla tunnetaan myös useita erilaisia välineitä :,v päällyslevyn sulkemiseksi, joka voi mutta jonka ei tarvitse olla tyypiltään samanlainen kuin pohjakerros suositeltavassa • ;25 muodossaan orgaanisena polymeerimateriaalikalvona.As shown in Figure 9, the joint thickness of the piezo material 3 and the electrically conductive layer 4 is less than the thickness of the spacer 16. Thereby a gap is formed below the layer structure allowing it to bend like the binder layer 6 of Figure 1. Conventional spacer means may include, for example, a piece of cardboard or plastic having apertures in accordance with the keyboard pattern 20. Reference is made to EP-A-0 472 • 888, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Various means are also known in the art: for sealing the topsheet, which may but need not be of the same type as the base sheet in its preferred form as an organic polymeric film.

Välikeväline muodostaa yleensä pienen onton tilan kunkin näppäimen alle, jolloin pietsosähköinen kerros on tuettuna kehällään, mutta ilman tukea tai vähemmän tuettuna keskiosas-’. 30 saan, niin että näppäimistön yläosaan kohdistuva puristuspai-: ’* ne saa aikaan taivutusjännityksen sähkösignaalin lisäämistä : : varten. Koska tämä ominaispiirre on alalla tunnettu, sitä ei ·, tarvitse enempää selostaa tässä yhteydessä.The spacer generally forms a small hollow space under each key, with the piezoelectric layer supported on its circumference but without support or less supported in the central portion. 30, so that the pressing pressure on the top of the keypad provides a bending tension to increase the electrical signal. Since this feature is known in the art, it is not necessary to explain it further in this context.

35 Pietsosähköisyyden alalla on myös tunnettua, että näppäimillä 18 11 ? R R 635 It is also known in the art of piezoelectricity that the keys 18 11? R R 6

! I L·. yj \J O! I L ·. yj \ J O

tai näppäimistöillä voi olla ns. bimorfinen rakenne. Tämä voidaan saada aikaan keksinnön mukaisesti parannetulla tavalla toistamalla vaiheet (C) - (E). Kuten kuviosta 10 näkyy, tämän sovellutusmuodon mukainen monoliittinen pietsosähköinen 5 kerrosrakenne sisältää kaksi kiinteästä pietsosähköisestä materiaalista tehtyä yhdenmukaista kalvoa 3A ja 3B ensimmäisen ja toisen elektrodikerroksen 2, 3 välissä, välissä olevan eli "kolmannen" elektrodikerroksen 17 erottaessa ne toisi-taan. Myös muita välikerroksia voidaan käyttää vierekkäisten 10 kerrosten tartunnan, koossapysyvyyden tai yhteensopivuuden parantamiseksi.or keyboards may have so-called. bimorphic structure. This can be accomplished in an improved manner according to the invention by repeating steps (C) - (E). As shown in Figure 10, the monolithic piezoelectric 5 layer structure of this embodiment contains two uniform films 3A and 3B of solid piezoelectric material between the first and second electrode layers 2,3, separated by an intermediate "third" electrode layer 17. Other interlayer layers may also be used to improve adhesion, cohesiveness or compatibility of adjacent layers.

Eräs toinen monikerroksinen pietsomateriaalisovellutus on esitetty kuviossa 11. Tämä sovellutus lisää kerrosrakenteen 15 paksuutta vaarantamatta pietsomateriaalin koossapysyvyyttä. Pohja IA sisältää ensimmäiset elektrodikerrokset 2A ja 2B kummallakin puolellaan. Pietsosähköisen materiaalin saarekkeet 3A ja 3B on muodosteettu vastaavaan ensimmäiseen elekt-rodikerrokseen IA ja IB ja toiset elektrodikerrokset 4A ja 4B 20 on muodostettu saarekkeisiin 3A ja 3B.Another embodiment of a multilayer piezoelectric material embodiment is shown in Figure 11. This embodiment increases the thickness of the layer structure 15 without compromising the cohesiveness of the piezo material. The bottom IA includes first electrode layers 2A and 2B on each side. The islands 3A and 3B of the piezoelectric material are formed on the respective first electrode layers IA and IB and the second electrode layers 4A and 4B 20 are formed on the islands 3A and 3B.

Keksinnön kaikissa sovellutusmuodoissa näppäimen tai näppäi-·, mistön olisi sisällettävä pietsosähköisen kerroselementin ν,ί vakaa "monoliittinen" rakenne, so. monikerroksinen rakenne, : ! 25 joka käsittää pohjakerroksen, elektrodikerroksen ja piet- sosähköisen kalvokerroksen yhtenäisen rakenteen muodossa, ... jossa kerrokset tarttuvat toisiinsa tavalla, joka saadaan aikaan levittämällä kerrokset vastaavista edeltäjistä käsin, _ so. käyttämällä yhdisteitä tai materiaaleja, jotka sisältävät 30 tai tarjoavat käyttöön vaaditut aineosat järjestelmässä, joka käsittää juoksevan väliaineen kiinteän materiaalin sijasta ja ’,· · jota ei siten käytetä esivalmistettuna elementtinä.In all embodiments of the invention, the key or key system should include a stable "monolithic" structure of the piezoelectric sandwich element ν, ί, i.e.. multilayer structure,:! 25 comprising a base layer, an electrode layer, and a piezoelectric film layer in the form of a unitary structure, ... in which the layers adhere to one another in a manner obtained by applying the layers from their respective precursors, i.e.. using compounds or materials containing or providing the required ingredients in a system comprising a fluid rather than a solid material and thus not used as a prefabricated element.

Seuraavissa esimerkeissä selostetaan rajoituksitta keksinnön 35 erästä suositeltavaa sovellutusmuotoa. Määrät ja prosentit on 112556 19 annettu painomäärinä ja -prosentteina, ellei muuten ole ilmoitettu .The following examples illustrate without limitation one preferred embodiment of the invention. Quantities and percentages are by weight 112556 19 unless otherwise stated.

Esimerkki I: 5 Kosketusnäppäimistö valmistettiin seuraavasti: (a) Pohjakerros Näppäimistön valmistamista varten tarkoitettu pohjakerros käsitti kaupallisesti saatavan polyetyleenitereftalaattikal-10 von (paksuus 175 μπι, kauppanimi Melinex, tyyppi 505 ST, toimittaja ICI), joka sisälsi tavanomaisen pohjustuskerroksen tai oli kloorattu tavalliseen tapaan pinnassaan tartunnan parantamiseksi.Example I: 5 A touch pad was manufactured as follows: (a) Base layer The base layer for keyboard manufacturing consisted of a commercially available polyethylene terephthalate cal-10 (thickness 175 μπι, trade name Melinex, type 505 ST, supplied by ICI) containing conventional priming or chlorinated to improve infection.

15 (b) Ensimmäinen johtava kerros15 (b) First conductive layer

Kaupallisesti saatavaa hopeamaalia (jota myy esimerkiksi Ac-heson Industries USA tai Olin Hunt UK) levitettiin paikallisesti pohjakerrokseen silkkipainatuksen (seulastandardi 90T vastatenarvoa 230 T mesh) avulla noin 7,5 μιη:η (kuiva)paksuu-.,20 della tyypiltään sinänsä tunnetun näppäinkuvion valmistami-seksi, joka käsitti 16 näppäinaluetta ja ensimmäisen johdin-'·’ polkukuvion yksittäisiä tai ryhmäliitäntöjä varten (rivi/jo- no). Kuvio saatiin aikaan tavanomaisella valokuvaukseen liit-: '·· tyvällä tavalla 16 pyöreän elektrodialueen ja niitä liittävi-·. ' 25 en johdinpolkujen muodostamiseksi. Painettua kuviota ilma-kuivatettiin 20 minuutin ajan lämpötilassa 110 °C.Commercially available silver paint (sold, for example, by Ac-heson Industries USA or Olin Hunt UK) was applied locally to the base layer by screen printing (screening standard 90T equivalent to 230 T mesh) of about 7.5 µιη: η (dry) thickness - .20 della type known per se. made of 16 key regions and a first wired '·' path pattern for individual or group connections (line / line). The pattern was obtained in a conventional manner related to photography with 16 circular electrode regions and their joints. '25 to form wiring paths. The printed pattern was air-dried at 110 ° C for 20 minutes.

(c) Pietsosähköinen kerros ... Painatusmuste valmistettiin jauhamalla laboratoriomyllyssä ‘.30 käyttäen seuraavaa koostumusta: • '*· 100 osaa kaupallisesti saatavaa PZT-tyyppistä keraamista(c) Piezoelectric layer ... Printing ink was prepared by grinding in a laboratory mill '.30 using the following composition: •' * · 100 parts of commercially available PZT type ceramic

‘ jauhetta (myy Philips, Hollanti, tyyppi PXE 5 tai tyyppi PXE'Powder (sold by Philips, The Netherlands, Type PXE 5 or Type PXE

; . 520), hiukkaskoko suuruusluokkaa 0,5 - 2,5 mikrometriä; ' . 20 osaa kaupallisesti saatavaa silkkipainatuslakkaa (myy 35 Printcolor, Sveitsi, nimellä hartsi 290-05); 112556 20 5 osaa akryylilakkaa (Printcolor, tyyppi 290); 1 osa haihtumista hidastavaa ainetta (Printcolor, tyyppi 10- , 99);; . 520), particle size in the order of 0.5 to 2.5 micrometers; '. 20 parts commercially available screen printing varnish (sold by 35 Printcolor, Switzerland under the name of resin 290-05); 112556 20 5 parts acrylic lacquer (Printcolor, type 290); 1 part evaporation retardant (Printcolor, type 10-, 99);

Jauhanta toistettiin kolme kertaa silkkipainatuksen yhteydes-5 sä tavanomaisen homogeenisuuden (silmämääräinen tarkastelu) ja viskositeetin saavuttamiseksi.The powder was repeated three times with screen printing to achieve conventional homogeneity (visual inspection) and viscosity.

Mustetta levitettiin paikallisesti pohjakerrokseen kohdan (b) mukaisesti kolminkertaisen painatuksen avulla seulalla 43 T (110 mesh T) valmistettujen elektrodiosien alueelle välttäen 10 huolellisesti ilmakuplien muodostumista alueelle. Valokuvauksen avulla valmistettua kuviota käytettiin samankeskisestä peittämään kohdan (b) mukaisesti tehtyjä elektrodialueita noin 1 mm marginaalilimityksellä. Kunkin painatustoimenpiteen jälkeen muodostettua kerrosta ilmakuivatettiin 30 minuutin 15 ajan lämpötilassa 100 °C. Tulokseksi saadun kuivatetun piet-sosähköisen kalvon paksuus oli noin 50 μπι.The ink was applied locally to the bottom layer by triplicate printing according to step (b) over the area of the electrode sections made with a 43 T (110 mesh T) screen, carefully avoiding the formation of air bubbles in the area. The pattern produced by photographic photography was used to concentricize the electrode areas made according to (b) with a margin overlap of about 1 mm. The layer formed after each printing operation was air dried for 30 minutes at 100 ° C. The resulting dried Piet-electrode film had a thickness of about 50 µπι.

(d) Toinen elektrodikerros Pääasiassa kohdan (b) mukainen elektrodikuvio vastaavine . 20 liitäntäpolkurajoineen kunkin näppäimen yksilöllistä akti- vointia varten levitettiin alueille, jotka vastasivat kohdis-·'‘ sa (b) ja (c) silkkipainatuksen avulla 120 T (305 mesh T) W seulaa käyttäen kohdassa (b) selostetulla tavalla valmistet- :.‘ i tua kuviota. Painettua kerrosta ilmakuivatettiin 20 minuutin /25 ajan lämpötilassa 110 °C.(d) Second electrode layer Mainly according to (b), the electrode pattern and the like. With 20 interface path boundaries for the individual activation of each key, areas of (b) and (c) were screen-printed using a 120 T (305 mesh T) W screen using the method described in (b). i tua pattern. The printed layer was air dried for 20 minutes / 25 at 110 ° C.

(e) Suojakerros(e) Protective layer

Suojakerros levitettiin liittimien päiden alueelle ultra-violettisäteiden avulla polymerisoitavaa lakkakerrosta käyt-‘. 30 täen (myy Olin Hunt, tyyppi Iso UV) 120 T seulan (305 mesh) ; ’·· vlityksellä. Säteilytys aktiinisen UV-säteilyn avulla suori-: tettiin käyttämällä kaupallisesti saatavaa UV-lamppua.The protective layer was applied to the ends of the terminals by means of ultraviolet rays using a polymerizable lacquer layer. 30 T (sold by Olin Hunt, Type UV) 120 T screen (305 mesh); '··. Irradiation by actinic UV irradiation was performed using a commercially available UV lamp.

(f) Poolaus 35 Kohdassa (e) saatu tuote kuumennettiin lämpötilaan noin 150 112556 21 °C kahden toisiaan vasten puristetun levyn (0,0 baria) välissä ja 100 V DC jännite kohdistettiin kummankin elektrodiparin väliin johdinpolkujen kautta. Poolausta jatkettiin 10 minuutin ajan.(f) Polishing 35 The product obtained in (e) was heated to about 150-125,556 at 21 ° C between two pressed plates (0.0 bar) and a voltage of 100 V DC was applied between each pair of electrodes via conductor paths. Polishing was continued for 10 minutes.

5 (g) Päällyskerros ja välikesovite5 (g) Topcoat and Outer Fitting

Paksuudeltaan 125 μπι oleva polyetyleenitereftalaatista tehty levy liitettiin kiinteästi paperiarkkiin, jonka aukot vastasivat olennaisesti elektrodikuviota, kiekkomaisten onttojen 10 tilojen muodostamiseksi kunkin kahden elektrodin ja välissä olevan pietsosähköisen kerroksen muodostaman kerrosrakenteen alapuolelle keskinäisen suljennan yhteydessä. Tämä arkki linjattiin polarisoidun tuotteen kanssa ja kiinnitettiin lujasti siihen käyttäen kaupallisesti saatavaa sideainetta, 15 kuten liimatyyppiä 467, jota myy 3M (Minnesota, Mining and Manufacturing Co). Lopullinen tuote sai aikaan noin 10 V maksimaalisen signaalivoimakkuuden.A 125 µπι sheet of polyethylene terephthalate was fixedly bonded to a sheet of paper having apertures substantially corresponding to the electrode pattern to form a disc-shaped hollow space below each of the two electrodes and the interstitial layer of the piezoelectric layer. This sheet was aligned with, and firmly attached to, the polarized product using a commercially available binder, such as Adhesive Type 467 sold by 3M (Minnesota, Mining and Manufacturing Co.). The final product provided a maximum signal strength of about 10V.

Esimerkki II: , . 20 Kosketusnäppäimistö valmistettiin seuraavalla tavalla: ; ' (a) Pohjakerros Näppäimistön valmistamista varten tarkoitettu pohjakerros ; käsitti kaupallisesti saatavan polyetyleenitereftalaattikal-, ’,:25 von (paksuus 175 μπι, kauppanimi Melinex, tyyppi 505 ST, toi-'<,« ·' mittaja ICI), joka sisälsi tavanomaisen pöhjustuskerroksen tai oli kloorattu tavalliseen tapaan molemmissa pinnoissaan tartunnan parantamiseksi.Example II:. 20 The keypad was manufactured as follows:; '(a) Ground floor Ground floor for manufacturing keyboards; consisted of a commercially available polyethylene terephthalate calcium, 25 von (thickness 175 μπι, trade name Melinex, type 505 ST, supplied by '<, «·' ICI), containing a conventional primer coat or was chlorinated on both surfaces in the usual manner to improve adhesion.

* 30 (b) Johtavat pohjakerrokset ; " Samaa hopeamaalia levitettiin paikallisesti pohjakerroksen IA kuntallekin puolelle kuin esimerkin I mukaisen ensimmäisen ; · johtavan kerroksen yhteydessä. 16 näppäinaluetta ja niitä ,liittävät johdinpolut sisältävä kuvio 2A, 2B saatiin pohja-35 kerroksen molemmille puolille.* 30 (b) Conductive base layers; "The same silver paint was applied locally to the municipal side of the base layer IA as in the first conductive layer of Example I. Fig. 2A, 2B showing the 16 key areas and the conductive paths connecting them to both sides of the base 35 layer.

112556 22 (c) Pietsosähköiset kerrokset112556 22 (c) Piezoelectric layers

Pietsosähköinen painomuste valmistettiin samalla tavoin kuin esimerkissä I. Mustetta levitettiin silkkipainatuksen avulla pohjakerroksen molemmille puolille kohdan (b) mukaisesti 5 valmistetun 16 johtavan näppäinalueen muodostamalle alueelle. Painatus toistettiin kolme kertaa esinmerkin I tavoin myös limittämällä kohdassa (b) valmistetut näppäinalueet. Kummankin tulokseksi saadun kalvon 3A, 3B kokonaispaksuus oli taas noin 50 μιη.The piezoelectric printing ink was prepared in the same manner as in Example I. The ink was applied by silkscreening on both sides of the base layer to an area of 16 conductive key regions made in accordance with (b). The printing was repeated three times, as in Example I, also by overlapping the key regions prepared in (b). Again, the resulting film 3A, 3B had a total thickness of about 50 µιη.

10 (d) Johtavat päällyskerrokset10 (d) Conductive Coatings

Elektrodikuvio levitettiin samoihin pietsosähköisiin kerroksiin pohjakerroksen molemmille puolille kuin esimerkin I toisen elektrodikerroksen 4A, 4B yhteydessä.The electrode pattern was applied to the same piezoelectric layers on both sides of the base layer as in the second electrode layer 4A, 4B of Example I.

15 (e) Suojakerrokset15 (e) Protective layers

Suljentakeros kohdissa (a) - (d) valmistetun kerrosrakenteen suojaamista ja sähköistä eristämistä varten levitettiin pohjakerroksen molemmille puolille esimerkin I mukaisen suoja- - · 20 kerroksen tavoin.The sealing layer for the protection and electrical insulation of the layer structure made in (a) to (d) was applied to both sides of the base layer in the same way as the protective layer of - · 20 according to Example I.

’ · » • t (f) Poolaus ‘ ‘ Kohtien (a) - (e) mukaisesti tulokseksi saadun bimorfisen : rakenteen poolausta varten kaikkien 32 kerroselementin joh- ’,’•25 tavat pohjakerrokset 2A ja 2B liitettiin sarjamaisesti yh-. : teen. 16 kerroselementin 4A ulkoiset johtavat kerrokset poh jakerroksen yhdellä puolella liitettiin yhteen ja kerroksen 4B 16 johtavaa aluetta toisella puolella liitettiin myös . yhteen. 200 V DC jännite kohdistettiin molempien ulkoisten 30 johtavien kerrosten 4A, 4B väliin ja tuote kuumennettiin lämpötilaan 150 °C. Poolausta jatkettiin 10 minuutin ajan. Poo-lauksen aikana pohjakerroksen molemmilla puolilla olevat . kerroselementit liitettiin sarjaan. Poolauksen jälkeen kaksi vastaavaa kerroselementtiä liitettiin rinnakkain liittämällä 35 yhteen niiden johtavat pohja- ja ulkoiset kerrokset.(F) Polishing '' For the polishing of the resulting bimorphic structure according to (a) to (e), the conductive base layers 2A and 2B of all 32 layer elements were connected in series. : teen. The outer conductive layers of the 16-layer element 4A on one side of the base layer were joined together, and the conductive region of the layer 4B on the other side was also joined. together. A 200 V DC voltage was applied between the two outer conductive layers 4A, 4B and the product was heated to 150 ° C. Polishing was continued for 10 minutes. During polishing, those on both sides of the ground floor. the layer elements were connected in series. After polishing, the two respective layer elements were joined in parallel by joining 35 of their conductive base and outer layers.

23 112556 (g) Päällyskerros ja välikesovite23 112556 (g) Topcoat and Outer Fitting

Paksuudeltaan 125 μιη oleva polyetyleenitereftalaatista tehty levy liitettiin kiinteästi paperiarkkiin, jonka aukot vastasivat olennaisesti elektrodikuviota, kiekkomaisten onttojen 5 tilojen muodostamiseksi kunkin kahden elektrodin ja välissä olevan pietsosähköisen kerroksen muodostaman kerrosrakenteen alapuolelle keskinäisen suljennan yhteydessä. Tämä arkki linjattiin polarisoidun tuotteen kanssa ja kiinnitettiin lujasti siihen käyttäen kaupallisesti saatavaa sideainetta, 10 kuten liimatyyppiä 467, jota myy 3M (Minnesota, Mining and Manufacturing Co). Lopullinen tuote sai aikaan noin 10 V maks imaalisen signaalivoimakkuuden.A 125 µιη sheet of polyethylene terephthalate was fixedly bonded to a sheet of paper having apertures substantially corresponding to the electrode pattern to form a disc-like hollow space beneath each of the two electrodes and the interstitial piezoelectric layer. This sheet was aligned with and firmly attached to the polarized product using a commercially available binder 10 such as adhesive type 467 sold by 3M (Minnesota, Mining and Manufacturing Co.). The final product provided a signal strength of about 10 V max.

Esimerkki IIIExample III

15 Tässä esimerkissä selostetaan erästä suositeltavaa sovellu-tusmuotoa välikevälineen valmistamiseksi keksinnän mukaista näppäintä tai näppäimistöä varten juoksevan väliaineen avulla tapahtuvan saostustekniikan välityksellä esivalmistetun so-vitteen käytön sijasta.This example illustrates a preferred embodiment for manufacturing a spacer device for a key or keypad of the invention, instead of using a prefabricated fluid precipitation technique.

.20.20

Esimerkki I toistettiin lukuunottamatta sitä, että välikevä-line, so. välikekerros 16 (kuvio 9) levitettiin painamalla ennen vaihetta (d) kokonaispaksuudeltaan noin 100 μπι olevan kerroksen muodostamiseksi. Painanta voidaan suorittaa esimer-,25 kin I kohdan (c) mukaisella tavalla lukuunottamatta sitä, ·' : että mustepohjaan lisättävä keraaminen materiaali korvataan seuraavassa selostettavalla "neutraalilla" aineosalla. Väli-kekerrokset voidaan vaihtoehtoisesti valmistaa keksinnön ;·, mukaisesti painamalla kuvio käyttäen samoin kuin edellä UV- * t 30 kovettuvasta polymeeristä tehtyä mustetta tai reaktiivista polymeeriseosta, kuten kaupallisesti saatavia epoksidipoly-meerejä yhdessä sopivien kovetusaineiden, esimerkiksi Araldi-'. tin kanssa, kun edellytetään, että tällainen polymeeri on myös "neutraali".Example I was repeated except that the spacer line, i. spacer layer 16 (Figure 9) was applied by pressing prior to step (d) to form a layer having a total thickness of about 100 µπι. The printing may be carried out in the manner described in Example 25 (I) (c) except that the ceramic material to be added to the ink base is replaced by the "neutral" component described below. Alternatively, the interlayer layers may be prepared in accordance with the invention by printing a pattern using, as above, an UV-curing polymer ink or a reactive polymer blend such as commercially available epoxide polymers in combination with suitable curing agents, for example Araldi. when such a polymer is also required to be "neutral".

35 112556 24 Tämä selitetään seuraavalla tavalla. Keksinnön mukaisen juoksevan väliaineen avulla saostuksen avulla valmistetun välike-välineen tai -kerroksen jokaisen aineosan on sopivimmin oltava "pietsosähköisesti neutraali", tämä ilmaisun perustuessa 5 tavanomaiseen pietsosähköiseen muodonmuutosvakioon, joka ilmaistaan yleensä picoCoulombeina/Newton (pC/N), tunnistaen tavallisesti samalla pietsähköisen varauksen tai impulssin suunnan mekaanisen muodonmuutoksen suhteen alaindeksien "d^", esimerkiksi d31 muodossa. Siten jokaisen välikerroksen 10 aineosana käytetyn materiaalin on sisällettävä pietsosähköi-nen muodonmuutosvakio, joka ei ylitä arvoa noin yksi prosentti (numeroperusta) asianmukaisen pietsosähköisen kerroksen pietsosähköisestä muodonmuutosvakiosta, esimerkiksi d31 (kerros 16) ¥< 0,01 d31 (kerros 3).35 112556 24 This is explained as follows. Each component of the spacer or layer formed by the precipitation of the fluid according to the invention should preferably be "piezoelectrically neutral", this expression being based on 5 conventional piezoelectric deformation constants, generally expressed as picoCoulombs / Newton (pC / N), recognizing as? impulse direction mechanical deformation in the form of subindices "d ^", for example d31. Thus, the material used as a constituent of each interlayer 10 must include a piezoelectric deformation constant that does not exceed about one percent (numerical basis) of the piezoelectric deformation constant of the appropriate piezoelectric layer, e.g., d31 (layer 16) ¥ <0.01 d31 (layer 3).

15 Välikekerroksen valmistaista varten sopiva muste voidaan levittää yhtenä ainoana levitysvaiheena, jos sillä on riittävä konsistenssi tai koostumus, so. jos se on esimerkiksi saatu käyTtämällä liuotinta sisältämättömää polymeeriseosta - . 20 tai täyteainetta, kuten tavallisesti lasijauhetta tai muuta hiukkasmaista kiinteää ainetta, joka on "neutraali" edellä » * mainitussa mielessä sekä myös normaalissa kemiallisessa merkityksessä. Useat epäorgaaniset silikaatit, karbonaatit ja . - oksidit täyttävät tämän vaatimuksen ja ovat käyttökelpoisia. •25 Suositeltavat hiukkaskoot ovat alle 50 μια, esimerkiksi enin-· tään 30 μια.The ink suitable for the spacer layer can be applied as a single application step, provided that it has sufficient consistency or composition, i. if it is obtained, for example, by using a solvent - free polymer blend -. 20 or a filler such as usually glass powder or other particulate solid which is "neutral" in the sense mentioned above and also in the normal chemical sense. Several inorganic silicates, carbonates and. oxides meet this requirement and are usable. • 25 Recommended particle sizes less than 50 μια, for example, up to 30 μια.

!V. Esimerkki IV! V. Example IV

t ; . Esimerkki II toistetaan lukuunottamatta sitä, että välikevä- • 1 1 30 lineet 16A, 16B (kuvio 10) valmistetaan painamalla käyttäen lasi jauheesta (hiukkaskoko alle noin 20 μπι) ja kaupallisesti saatavasta perusmusteesta, kuten esimerkin I, kohta (c), . yhteydessä käytetystä perusmusteesta tehtyä mustetta, suhteessa noin 2:3, so. sisältäen noin 35 painoprosenttia lasi-35 jauhetta.t; . Example II is repeated with the exception that the lithographic lining lines 16A, 16B (Fig. 10) are produced by printing using glass from powder (particle size less than about 20 μπι) and commercially available basic ink such as Example I (c),. 2: 3, i. e. containing about 35% by weight of glass-35 powder.

112556 25 Välikekerros 16A levitetään ensimmäisen pietsosähköisen kerroksen 3A muodostamisen jälkeen painamalla ja ennen kolmannen elektrodikerroksen 17 muodostamista. Välikekerros 16B levitetään samalla musteella kuin kerros 16A mutta toisen pietso-5 sähköisen painatuskerroksen 3B muodostamisen jälkeen ja ennen elektrodikerroksen 4 muodostamista.112556 25 Spacer layer 16A is applied after forming the first piezoelectric layer 3A by pressing and before forming the third electrode layer 17. The spacer layer 16B is applied with the same ink as the layer 16A but after forming the second piezo-5 electrical printing layer 3B and before forming the electrode layer 4.

Esimerkki VExample V

Olennaisesti esimerkissä III selostettu prosessi toistettiin 10 kuvion 11 esittämän kaltaisen näppäin- tai näppäimistöraken-teen valmistamiseksi. Alkaen pohjakerroksesta IA ensimmäinen "kerrosrakenne" muodostetaan siihen levittämällä peräkkäin johtava elektrodikerros 2A, pietsosähköinen kerros 3A, välikekerros 16A ja elektrodikerros 4A. Tämän jälkeen toinen 15 kerrosrakenne muodostettiin pohjakerroksen IA vastakkaiselle puolelle levittämällä siihen peräkkäisessä järjestyksessä johtava elektrodikerros 2B, pietsosähköinen kerros 3B, välikekerros 16B ja elektrodikerros 4B. Sen jälkeen levitettiin päällyskerros IB esimerkin I mukaisesti. Näiden molempien 20 kerrosrakenteiden valmistusjärjestys voitaisiin tietenkin * : kääntää myös päinvastaiseksi aloittamalla elektrodikerroksen 2B levityksestä pohjakerroksen IA vastakkaiselle puolelle.Essentially, the process described in Example III was repeated to produce a key or keyboard structure similar to that shown in Figure 11. Starting from the base layer IA, the first "layer structure" is formed thereon by successively applying a conductive electrode layer 2A, a piezoelectric layer 3A, a spacer layer 16A and an electrode layer 4A. Thereafter, a second layer structure 15 was formed on the opposite side of the base layer IA by successively applying conductive electrode layer 2B, piezoelectric layer 3B, spacer layer 16B, and electrode layer 4B. The topsheet IB was then applied as in Example I. Of course, the order of fabrication of these two layer structures could also be *: reversed by starting with the application of the electrode layer 2B to the opposite side of the base layer IA.

: Esimerkki VIExample VI

-•25 Kuvioissa 12 - 14 esitetyllä rakenteella varustettu näppäin tai näppäimistö valmistettiin keksinnön mukaisesti seuraavas-‘ ti. Muodostettiin pohjakerros 21 seulapainatuksen avulla esimerkin I mukaisesti tai käyttämällä tyhjösaostusta (tai mitä tahansa muuta tekniikkaa, joka sopii suhteellisten ohui-:,:30 den sähköä johtavien kerrosten muodostamiseen polymeerialus-;, takerrokselle) yhdessä sähköä johtavan kuvion kanssa tavan-omaisten numeroväleillä varustettujen muuttimien tapaan, ‘‘ tämän kuvion käsittäessä kaksi keskinäisen etäisyyden päässä ' * toisistaan olevaa samantasoista elektrodia 241, 242, jotka :“35 kumpikin sisältävät liitäntäpolun 243, 244.The key or keypad having the structure shown in Figures 12 to 14 was made according to the invention as follows. The base layer 21 was formed by screen printing according to Example I or using vacuum deposition (or any other technique suitable for forming relatively thin electrically conductive layers on a polymeric substrate), together with an electrically conductive pattern, as with conventional numerically spaced transducers. , '' this pattern comprises two electrodes 241, 242 located at a distance from one another '*, which: '35 each include an interface path 243, 244.

112556 26 Tämän jälkeen levitetään pietsosähköinen kerros 23 samalla tavoin kuin esimerkin I kohdassa (c). Havainnollisempaa ymmärtämistä varten kerrosta 23 ei ole esitetty sivulimityksel-lä varustettuna, vaan ilman täysin peittäviä elektrodeja 241, 5 242. Tämä ei ole kuitenkaan kriittisen tärkeää, ja useita tarkoituksia varten on suotavaa, että kerros 23 peittää olennaisesti tai jopa limittäin elektrodit 241, 242. Tämän jälkeen muodostetaan välikekerros 26 edellä selostetulla tavalla, ja lisäkäsittely halutun lopputuotteen saamista varten 10 voi jatkua.112556 26 A piezoelectric layer 23 is then applied in the same manner as in Example I, paragraph (c). For illustrative purposes, layer 23 is not shown with side overlap but without fully covering electrodes 241, 5 242. However, this is not critical and for multiple purposes it is desirable that layer 23 substantially or even overlap electrodes 241, 242. The spacer layer 26 is then formed as described above, and further processing to obtain the desired final product 10 can continue.

Poolaus voidaan suorittaa kummankin elektrodihaaraparin 241, 242 väliin kohdistetun sähkökentän avulla johtavien polkujen 243, 244 välityksellä. Osa kentästä tunkeutuu pietsosähköi-15 seen kerrokseen 23 ja aiheuttaa poolauksen haarojen ympärillä olevalla alueella.Polishing can be accomplished by applying an electric field applied between each pair of electrode arms 241, 242 via conductive paths 243, 244. Part of the field penetrates the piezoelectric layer 23 and causes polarization in the region around the branches.

Kun mekaanista rasitusta kohdistetaan tällä tavoin valmistetun näppäimen tai näppäimistön kosketusherkkään alueeseen, 20 so. samantasoisten elektrodikerrosten väliseen tilaan, joka t ' : on varustettu yhdessä toimivalla pietsosähköisellä kerroksel- la, syntyy suuruudeltaan tavallisesti noin 5 V oleva sähkö-signaali elektrodien 241, 242 välillä. Tämä signaali voidaan : käsitellä kuvion 6 mukaisella tavalla.When the mechanical stress is applied to the touch sensitive area of a key or keyboard made in this way, 20 i. in the space between the electrode layers of the same level, provided with a co-operating piezoelectric layer t ', an electrical signal of generally about 5 V is generated between the electrodes 241, 242. This signal can be: processed as in FIG. 6.

;'t25 .Pietsosähköisiin näppäimiin tai näppäimistöihin perehtyneet henkilöt voivat tehdä useita erilaisia muunelmia keksinnön suojapiirin puitteissa - näppäimistöjen edustaessa näppäinten ·' toistoja sekä sisältäessä vaaditun johdotuksen 10, 26, 48 tai v 30 enemmän mitä tahansa symbolia, kuten aakkosellisia kirjaimia :·, tai muita näppäimistön avulla valvottavassa järjestelmässä ,··*, käytettyjä symboleita, edustavien yksittäisten näppäinten ·’ muodostelmassa tietyssä kuviossa.; 't25. Persons skilled in the art of piezoelectric keys or keyboards may make a variety of variations within the scope of the invention - keyboards represent repetitions of ·' keys and include the required wiring 10, 26, 48, or v 30 more any symbols such as alphabet letters: ·· *, the symbols used in the system controlled by the keypad, in a particular pattern.

•”35 Esimerkiksi useita muita pietsosähköisiä materiaaleja voitai- 1.12556 27 siin käyttää ja levittää seoksina, jotka sisältävät juoksevan väliaineen (nesteen tai kaasun) avulla toimivan edeltäjäjärjestelmän, joka käsittää yhdenmukaisen pietsosähköisen kerroksen muodostamista varten sopivia materiaaleja. Edellä 5 mainitun yhdistettyjen pietsosähköisten kerrosten muodostaman matriisin sisältämä polymeeri voisi esimerkiksi olla pietso-sähköisesti aktiivinen neutraalin sijasta. Myös muita levi-tystekniikoita kuin silkkipainatusta, esimerkiksi suihkutusta, harjausta, kastopäällystystä jne., voidaan käyttää edel-10 lyttäen, että pietsosähköisiä näppäimiä tai näppäimistöjä varten tarvittavat paikalliset kuviot voidaan saada aikaan kaupallisen valmistuksen avulla siten, että kaikkien aineosien olennaisesti automaattinen kokoonpano saavutetaan näiden pietsosähköisten näppäimien tai näppäimistöjen valmistuksen 15 yhteydessä.For example, a number of other piezoelectric materials could be used and dispersed as mixtures containing a fluid precursor (liquid or gas) precursor system comprising materials suitable for forming a uniform piezoelectric layer. For example, the polymer contained in the above-mentioned matrix of composite piezoelectric layers could be piezoelectric active instead of neutral. Levi printing techniques other than silkscreen printing, such as spraying, brushing, dipping coating, etc., may also be used, provided that the local patterns required for piezo-electric keys or keyboards can be obtained by commercial manufacturing such that substantially automatic assembly of all components is achieved. in the manufacture of keys or keyboards 15.

Claims (9)

1. Förfarande för framställning av en tryckkänslig elektronisk tangent eller tastatur, kännetecknat därav, att 5 det omfattar följande steg, att: framställa ett basskikt (1;21) med minst ett första elektriskt ledande omräde (2;241), 10 applicera minst ett tunt skikt av fluid inne- fattande en organisk polymer och ett partikel-formigt piezoelektriskt material som ett före-gängarmaterial pä det nämnda minst ett första elektriskt ledande omrädet, 15 omvandla det nämnda minst ett tunna skiktet av nämnda föregängarmaterialet tili en väsentligen sammanhängande och enhetlig fast film (3) av sammansatt material av piezoelektriskt material i 20 en matris av en polymer som är fast häftat vid det nämnda första elektriskt ledande omrädet, ' ; bilda ett andra elektriskt ledande omräde (4;242) pä avständ frän det första elektriskt ledande 25 omrädet (2;241) vid och med fast häftning tili ·.’· den fasta filmen av det sammansatta materialet av i det piezoelektriska materialet anordnat i : matrisen och att bilda en bro över ett utrymme mellan de elektriskt ledande omräden 30 (2,4; 241,242) för att ästadkomma minst ett väsentligen monolitiskt piezoelektriskt element, vilket häftar fast vid nämnda basskikt och v * omfattar den nämnda fasta filmen av det samman- .· satta materialet av det piezoelektriska : 35 materialet (3 ) i matrisen med nämnda första och andra elektriskt ledande omräden (2,4,-241,242), 112. h (' 32 ..... och polarisera det piezoelektriska materialet (3) anordnat i matrisen i förhällande tili de nämnda första och andra elektriskt ledande omräden (2,4/241,242). 5A method of producing a pressure-sensitive electronic key or keyboard, characterized in that it comprises the following steps of: producing a base layer (1; 21) having at least one first electrically conductive region (2; 241), applying at least one thin layer of fluid comprising an organic polymer and a particulate piezoelectric material as a precursor material in said at least one first electrically conductive region, transforming said at least one thin layer of said precursor material into a substantially coherent and uniform solid film (3) of composite material of piezoelectric material in a matrix of a polymer adhered to said first electrically conductive region; forming a second electrically conductive region (4; 242) spaced from the first electrically conductive region (2; 241) upon solid bonding to the solid film of the composite material of the piezoelectric material disposed in: the matrix and forming a bridge over a space between the electrically conductive regions 30 (2,4; 241,242) to provide at least one substantially monolithic piezoelectric element which adheres to said base layer and comprises the said solid film of the composite. Put the material of the piezoelectric: material (3) into the matrix with said first and second electrically conductive regions (2.4, -241,242), 112. h ('32 ..... and polarize the piezoelectric material (3) ) arranged in the matrix in relation to said first and second electrically conductive regions (2,4 / 241,242). 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att basskiktet (1) omfattar en film av en organisk polymer-sammansättning med ett elektriskt ledande skikt (2) applicerad häftande pä minst ett lokalt förutbestämt omräde 10 pä ena sidan av nämnda organiska polymerfilmen genom fluid-avlagringsteknik, och att ett tunt skikt av föregängar-material även appliceras genom fluidavlagringsteknik.Method according to claim 1, characterized in that the base layer (1) comprises a film of an organic polymer composition with an electrically conductive layer (2) applied to at least one locally predetermined area 10 on one side of said organic polymer film by fluid. deposition technique, and that a thin layer of precursor material is also applied by fluid deposition technique. 3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat därav, att 15 fluidavlagringstekniken är en silkestryckteknik.Method according to claim 2, characterized in that the fluid deposition technique is a silk screen printing technique. 4. Förfarande enligt nägot patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att nämnda steg före polarisering upprepas för att bilda ett bimorft piezoelektriskt sandwichelement 20 omfattande tvä överlagrade, sammanhängande fasta filmer av nämnda sammansatta piezoelektriska material ätskilda genom ett tredje elektriskt ledande skikt häftande förenat med bägge nämnda överlagrade filmer av nämnda sammansatta piezoelektriska material. ί 25Method according to any of claims 1-3, characterized in that said step before polarization is repeated to form a bimorphic piezoelectric sandwich element 20 comprising two superposed, continuous solid films of said composite piezoelectric material separated by a third electrically conductive layer bonded together said superposed films of said composite piezoelectric material. ί 25 5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat därav, : ',* att nämnda basskikt har minst ett första elektriskt ledande .' ' omräde pä envar sida av detta och att stegen före polarisering utförs pä det första elektriskt ledande - : 30 omrädet pä envar sida av nämnda basskikt.5. A method according to claim 4, characterized in that: said base layer has at least one first electrical conductor. area on either side thereof and that the steps prior to polarization are performed on the first electrically conductive region on each side of said base layer. 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, ' ' kännetecknat därav, att det omfattar att bilda minst ett avständsorgan i ett omräde invid nämnda minst ett : 35 monolitiskt piezoelektriskt element. 33 112556Method according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises forming at least one spacer in an area adjacent to said at least one: monolithic piezoelectric element. 33 112556 7. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat därav, att avständsorganet bildas genom att trycka.Process according to claim 6, characterized in that the spacer is formed by pressing. 8. Förfarande enligt patentkravet 7, kännetecknat därav, 5 att avständsorganet bildas genom att trycka det väsentligen av piezoelektriskt neutrala materialer bestäende skiktet.8. A method according to claim 7, characterized in that the spacer is formed by pressing the piezoelectrically neutral material consisting of the layer. 9. En mekaniskt stabil och äldring motstäende tryckkänslig elektronisk tangent eller tastatur som innefattar ett 10 monolitiskt piezoelektriskt element, kännetecknad därav, att det nämnda monolitiska piezoelektriska elementet omfattar tvä överlagrade sammanhängande fasta filmer av nämnda sammansatta piezoelektriska material ätskilda genom ett tredje elektriskt ledande skikt häftande förenat med 15 bägge nämnda överlagrade filmer av nämnda sammansatta piezoelektriska material.A mechanically stable and aging resistant pressure-sensitive electronic key or keyboard comprising a monolithic piezoelectric element, characterized in that said monolithic piezoelectric element comprises two superimposed continuous solid films of said composite piezoelectric material separated by a third electrically conductive spaced apart electrically conductive surface. with both said superposed films of said composite piezoelectric material.
FI932893A 1992-06-24 1993-06-22 The method of manufacturing the electronic key or keyboard and the product manufactured by this method FI112556B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH198392 1992-06-24
CH198392 1992-06-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI932893A0 FI932893A0 (en) 1993-06-22
FI932893A FI932893A (en) 1993-12-25
FI112556B true FI112556B (en) 2003-12-15

Family

ID=4223169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI932893A FI112556B (en) 1992-06-24 1993-06-22 The method of manufacturing the electronic key or keyboard and the product manufactured by this method

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5374449A (en)
EP (1) EP0576400B1 (en)
JP (1) JPH0696640A (en)
KR (1) KR100326900B1 (en)
CN (1) CN1083163C (en)
AT (1) ATE142375T1 (en)
AU (1) AU664622B2 (en)
CA (1) CA2099089C (en)
DE (1) DE69304443T2 (en)
FI (1) FI112556B (en)
NO (1) NO308277B1 (en)
TW (1) TW241398B (en)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459461A (en) * 1993-07-29 1995-10-17 Crowley; Robert J. Inflatable keyboard
US7126583B1 (en) 1999-12-15 2006-10-24 Automotive Technologies International, Inc. Interactive vehicle display system
JPH09326668A (en) * 1996-04-02 1997-12-16 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and production of the same
US6367132B2 (en) * 1998-08-31 2002-04-09 Eastman Kodak Company Method of making a print head
WO2001066613A1 (en) * 2000-03-06 2001-09-13 Rutgers, The State University Process for preparing electrostrictive polymers and resulting polymers and articles
US6861782B2 (en) * 2001-04-05 2005-03-01 Head Sport Ag Flexible piezoelectric films
KR100846762B1 (en) * 2001-09-11 2008-07-16 삼성전자주식회사 Key switch of keyboard unit
FI112415B (en) 2001-11-28 2003-11-28 Nokia Oyj Piezoelectric user interface
AU2003220353A1 (en) * 2002-03-19 2003-10-08 California Institute Of Technology A method for integrating microparticles into mems
US6824321B2 (en) * 2002-09-19 2004-11-30 Siemens Communications, Inc. Keypad assembly
US7572524B2 (en) 2002-09-23 2009-08-11 Siemens Energy, Inc. Method of instrumenting a component
US20050145122A1 (en) * 2003-09-24 2005-07-07 Matthew Adams Use of a UV-curable thermal ribbon in conjunction with a porous substrate to form a durable, on-demand electro-chemical stencil
US20060127581A1 (en) * 2003-12-11 2006-06-15 Aspens Glenn D Method for on-demand direct item marking via a screen printing process
DE10359297A1 (en) 2003-12-17 2005-07-28 Lisa Dräxlmaier GmbH piezo switches
DE102004023420A1 (en) 2004-05-12 2005-12-08 Lisa Dräxlmaier GmbH Method for producing a combined piezo / luminescent film and actuating element with such a piezo / luminescent film
DE102004043578B4 (en) 2004-07-12 2007-11-08 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Control panel for an electrical device and method for making a control panel
US7158054B2 (en) * 2004-09-21 2007-01-02 Nokia Corporation General purpose input board for a touch actuation
US7324020B2 (en) * 2004-09-21 2008-01-29 Nokia Corporation General purpose input board for a touch actuation
JP4655948B2 (en) * 2005-01-31 2011-03-23 パナソニック株式会社 Pressure-sensitive conductive sheet, method for producing the same, and touch panel using the same
JP5044196B2 (en) 2006-11-13 2012-10-10 アイシン精機株式会社 Piezoelectric sensor and manufacturing method thereof
DE102007013078B4 (en) 2007-03-19 2016-09-01 Lisa Dräxlmaier GmbH Operating element for operating an electrical consumer in a vehicle
AT506531B1 (en) * 2008-03-13 2010-01-15 Univ Linz PANEL
DE102008046531A1 (en) 2008-09-10 2010-03-18 Lisa Dräxlmaier GmbH Control element for electrical device in motor vehicle, has switch element connected to pushbutton body and transfer element, and including flat support film that supports piezoelectric switch surface
US9870053B2 (en) * 2010-02-08 2018-01-16 Immersion Corporation Systems and methods for haptic feedback using laterally driven piezoelectric actuators
US10429929B2 (en) 2010-09-24 2019-10-01 Blackberry Limited Piezoelectric actuator apparatus and methods
US9634232B2 (en) 2010-11-04 2017-04-25 Algra Holding Ag Piezoelectric signal generator
CN102221897A (en) * 2011-07-15 2011-10-19 厦门大学 Piezoelectric energy-storage keyboard
JP5599858B2 (en) * 2011-09-30 2014-10-01 富士フイルム株式会社 Electroacoustic conversion film, flexible display, vocal cord microphone and instrument sensor
DE102011089454A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Operating device for electric appliance, has operating element and operating panel with operating panel-front side and operating panel-rear side, where piezo-sensor element is arranged on operating panel-rear side
KR20150084035A (en) * 2012-11-08 2015-07-21 아지노모토 가부시키가이샤 Membrane switch and object employing same
TWI471620B (en) * 2012-12-13 2015-02-01 Darfon Electronics Corp Light guide plate structure, light-emitting keyboard, and method of manufacturing light guide plate structure
CN103812491B (en) * 2013-11-29 2016-08-17 贝骨新材料科技(上海)有限公司 A kind of monoblock type panel piezoelectric keyboard and the recognition methods of maloperation thereof
US10079336B2 (en) * 2014-01-13 2018-09-18 Meggitt A/S Flexible piezoelectric material, production and use thereof
CN103902052B (en) * 2014-04-18 2017-06-16 中国科学技术大学 One kind curling keyboard preparation method
US10068465B2 (en) 2014-10-22 2018-09-04 Mitutoyo Corporation Battery-less data transmission module accessory for portable and handheld metrology devices
EP3018826A1 (en) 2014-11-10 2016-05-11 Algra Holding AG Man-machine interface and method for changing a visual marking of a button of a man-machine interface
DE102016109467A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Lisa Dräxlmaier GmbH Component, in particular interior equipment component for vehicles
EP3282587A1 (en) 2016-08-12 2018-02-14 Big Kaiser Präzisionswerkzeuge Ag Electronic appliance with a button device
CN106873720A (en) * 2017-03-10 2017-06-20 深圳市赛亿科技开发有限公司 A kind of keyboard and the portable computer using the keyboard
US10936073B1 (en) 2020-01-31 2021-03-02 Dell Products, Lp System and method for generating high-frequency and mid-frequency audible sound via piezoelectric actuators of a haptic keyboard

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5410214B2 (en) * 1973-10-15 1979-05-02
US4056654A (en) * 1975-07-24 1977-11-01 Kkf Corporation Coating compositions, processes for depositing the same, and articles resulting therefrom
GB1543089A (en) * 1976-12-02 1979-03-28 Marconi Co Ltd Pressure sensitive generator
US4190785A (en) * 1976-12-09 1980-02-26 Essex Transducers Corporation Pressure sensitive signal generator using piezoelectric coating
FR2519503B1 (en) * 1981-12-31 1991-09-06 Thomson Csf POLYMERIC PIEZOELECTRIC TRANSDUCERS AND MANUFACTURING METHOD
JPS6077600A (en) * 1983-10-05 1985-05-02 Kureha Chem Ind Co Ltd Manufacture of array type ultrasonic wave probe
JPS60137112A (en) * 1983-12-26 1985-07-20 Murata Mfg Co Ltd Piezoelectric vibrator
JPS60191511A (en) * 1984-03-12 1985-09-30 Murata Mfg Co Ltd Piezoelectric vibrator and its manufacture
GB2161647A (en) * 1984-07-10 1986-01-15 Gen Electric Co Plc Piezoelectric devices
FR2570223B1 (en) * 1984-09-07 1986-12-05 Labo Electronique Physique PIEZOELECTRIC DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A DEVICE
US4633123A (en) * 1985-05-29 1986-12-30 Pennwalt Corporation Piezoelectric polymer keyboard apparatus
US4764244A (en) * 1985-06-11 1988-08-16 The Foxboro Company Resonant sensor and method of making same
DE8611844U1 (en) * 1986-04-30 1986-08-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultrasonic applicator with an adaptation layer
US5047162A (en) * 1986-05-30 1991-09-10 Martin Marietta Corporation Piezoelectric composite materials and method of making
JP2585018B2 (en) * 1987-09-08 1997-02-26 富山県 Piezoelectric pressure-sensitive element and method of manufacturing the same
JPH02197183A (en) * 1988-03-29 1990-08-03 Pennwalt Corp Laminated piezoelectric structure and its forming method
US5072035A (en) * 1989-04-18 1991-12-10 The Regents Of The University Of California Method for making piezoelectric ceramic fibers
DE69026765T2 (en) * 1989-07-11 1996-10-24 Ngk Insulators Ltd Piezoelectric / electrostrictive actuator containing a piezoelectric / electrostrictive film
CH680890A5 (en) * 1990-08-29 1992-11-30 Dynalab Ag

Also Published As

Publication number Publication date
KR940006161A (en) 1994-03-23
NO308277B1 (en) 2000-08-21
KR100326900B1 (en) 2002-07-02
NO932306D0 (en) 1993-06-23
DE69304443T2 (en) 1997-04-03
CN1083163C (en) 2002-04-17
JPH0696640A (en) 1994-04-08
US5374449A (en) 1994-12-20
ATE142375T1 (en) 1996-09-15
CA2099089C (en) 2004-01-06
CN1089758A (en) 1994-07-20
CA2099089A1 (en) 1993-12-25
AU664622B2 (en) 1995-11-23
EP0576400B1 (en) 1996-09-04
FI932893A0 (en) 1993-06-22
DE69304443D1 (en) 1996-10-10
EP0576400A1 (en) 1993-12-29
TW241398B (en) 1995-02-21
AU4147093A (en) 1994-01-06
NO932306L (en) 1993-12-27
FI932893A (en) 1993-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI112556B (en) The method of manufacturing the electronic key or keyboard and the product manufactured by this method
EP0381879B1 (en) Method of manufacturing laminated ceramic electronic component
US20080238261A1 (en) Piezoelectric element and its manufacturing method
EP0875071B1 (en) Roll coated el panel
WO1989008923A1 (en) Method of producing laminated ceramic electronic parts
JPS6317354B2 (en)
US4994703A (en) Piezoelectric element of laminate type
JPH0253911B2 (en)
EP0167392A2 (en) Method of producing electrostrictive effect element
WO2017143268A1 (en) Flexible dust shield
JPS61224492A (en) Flexible printed circuit board
EP1051804A1 (en) Piezoelectric keyboard
JPS59219972A (en) Electrostriction effect element
EP0407099B1 (en) Multi-layered ceramic elements and method for producing same
WO2008012351A1 (en) Method of producing a film-type sensor
JPS62133777A (en) Lamination-type piezoelectric element and manufacture thereof
JPH0258816A (en) Manufacture of laminated ceramic electronic component
JP4036176B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
JPH07169638A (en) Manufacture of multilayer ceramic electronic component
JPH03185884A (en) Manufacture of laminated piezoelectric actuator
JPH04279070A (en) Laminated ceramic element
JP2638044B2 (en) Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component
JPH03155180A (en) Laminated displacement element
Schaefer et al. Polymeric materials for adaptronic fibre modules
JPH0372684A (en) Lamination type piezoelectric element